PROFIBUS Yleiskatsaus
(1) PROFIBUS on kansainvälinen, avoin ja toimittajasta{1}}riippumaton kenttäväylästandardi. Se soveltuu laajalti valmistusautomaatiossa, prosessiteollisuuden automaatiossa ja automaatiossa muilla aloilla, kuten rakennuksissa, kuljetuksissa ja sähkössä.
(2) PROFIBUS sisältää kolme yhteensopivaa komponenttia: PROFIBUS-DP (hajautettu oheislaite), PROFIBUS-PA (prosessiautomaatio) ja PROFIBUS-FMS (kenttäväyläviestimääritys).
(3) PROFIBUS-DP: Nopea-nopea, edullinen-viestintäprotokolla laite-tason ohjausjärjestelmille ja hajautetulle I/O-tiedonsiirrolle. PROFIBUS-DP korvaa perinteisen 24 VDC tai 4-20 mA signaalinsiirron.
(4) PROFIBUS-PA: Suunniteltu erityisesti prosessiautomaatioon, mikä mahdollistaa anturien ja toimilaitteiden liittämisen yhdelle väylälle, jolla on luontaiset turvallisuusvaatimukset.
(5) PROFIBUS-FMS: Käytetään myymälän-lattiavalvontaverkoissa. Se on token-pohjainen, reaaliaikainen-moni{5}}pääverkko.
(6) PROFIBUS on kenttäväylätekniikka myymälän{1}}lattiavalvontaan ja tiedonsiirtoon/ohjaukseen kenttälaitetasolla tehdasautomaatiossa. Se mahdollistaa hajautetut digitaaliset ohjaus- ja kenttäviestintäverkot kenttälaitetasolta myymälän{3}}lattiavalvontaan, mikä tarjoaa käyttökelpoisen ratkaisun kattavan tehdasautomaation ja älykkäiden kenttälaitteiden saavuttamiseen.
PROFIBUSin perusominaisuudet
PROFIBUS-protokollarakenne
PROFIBUS-protokollarakenne perustuu kansainväliseen ISO 7498 -standardiin, jonka viitekehyksenä on Open System Interconnection (OSI) -malli. Tämä malli koostuu seitsemästä kerroksesta, kuten alla on kuvattu:
(1) PROFIBUS-DP:Määrittää ensimmäisen, toisen ja käyttöliittymän. Kerroksia kolmesta seitsemään ei kuvata. Käyttöliittymä määrittelee käyttäjien, järjestelmien ja eri laitteiden käytettävissä olevat sovellustoiminnot sekä eri PROFIBUS-DP-laitteiden laitteiden käyttäytymisen.
(2) PROFIBUS-FMS:Määrittää kerrokset 1, 2 ja 7. Sovelluskerros sisältää kenttäväyläviestimäärityksen (FMS) ja alemman kerroksen rajapinnan (LLI). FMS sisältää sovellusprotokollia ja tarjoaa käyttäjille vankan, laajasti valittavan valikoiman viestintäpalveluja. LLI koordinoi erilaisia viestintäsuhteita ja tarjoaa laitteesta{5}}riippumattoman Layer 2 -käyttöliittymän.
(3) PROFIBUS-PA:PA-tiedonsiirto käyttää laajennettua PROFIBUS{0}}DP-protokollaa. Lisäksi PA kuvaa PA-käytännöt, jotka ohjaavat kenttälaitteiden käyttäytymistä. IEC 1158-2 -standardiin perustuva PA:n siirtotekniikka varmistaa luontaisen turvallisuuden ja mahdollistaa kenttälaitteiden virransyötön väylän kautta. PA-verkkoja voidaan laajentaa DP:n yli käyttämällä liittimiä.
PROFIBUS-vaihteistotekniikka
PROFIBUS tarjoaa kolme tiedonsiirtotyyppiä:
RS485-lähetys DP:lle ja FMS:lle.
IEC 1158-2 vaihteisto PA:lle.
Kuituoptiikka
RS485-lähetystekniikka DP/FMS:lle
Koska DP- ja FMS-järjestelmät käyttävät samaa siirtotekniikkaa ja yhtenäistä väyläprotokollaa, molemmat järjestelmät voivat toimia samanaikaisesti samalla kaapelilla. RS-485-lähetys on yleisimmin käytetty PROFIBUS-lähetystekniikka. Tätä tekniikkaa kutsutaan yleensä nimellä H2. Käytetään suojattua kierrettyä parikaapelia.
RS-485-siirtotekniikan perusominaisuudet:
Verkkotopologia:Lineaarinen väylä, jossa aktiiviset päätevastukset molemmissa päissä.
Lähetysnopeus:9,6K bit/s - 12M bit/s
Keskikokoinen:Suojattu kierretty{0}}parikaapeli; suojaus voidaan jättää pois ympäristöolosuhteiden (EMC) mukaan.
Asemien määrä:32 asemaa segmenttiä kohden (ilman toistimia), jopa 127 asemaa (toistimilla).
Liitin:9-nastainen D-sub-liitin on suositeltavaa.
RS-485-lähetyslaitteiden tärkeimmät asennuskohdat
(1) Kaikkien laitteiden on oltava kytkettyinä väylään.
(2) Kukin segmentti voi tukea jopa 32 asemaa (isäntä tai orja).
(3) Kukin segmentti vaatii yhden väylän päätevastuksen sekä päässä että takana varmistaakseen virheettömän toiminnan. Molemmat päätevastukset on aina saatava jännitteelle.
(4) Kun segmentti ylittää 32 asemaa, väyläsegmenttien yhdistämiseen on käytettävä toistimia. Yleensä sarjaan ei saa kytkeä enempää kuin kolme toistinta.
PROFIBUS-DP ja PROFIBUS-FMS-kaapelin johdotus ja väylän päätevastukset
Jokainen segmentti voi yhdistää jopa 32 asemaa (isäntä tai orja).
(5) Kaapelin enimmäispituus riippuu siirtonopeudesta. Käytettäessä A-tyypin kaapelia lähetysnopeus ja pituus vastaavat alla olevan taulukon mukaisia:
