Profibus DP
|
Profibus DP - это открытый, независимый от производителей стандарт полевой шины, соответствующий спецификации EN50170, для широкого спектра приложений в области промышленной автоматизации. Оптимизированный для высокопроизводительных производств и машин, Profibus DP ориентирован на связь между управляющими системами (промышленные компьютеры и интеллектуальные программируемые логические контроллеры) и модулями ввода-вывода распределенных систем сбора данных/сопряжения с объектом.
Понятие "field" (полевой) в промышленной автоматизации определяет область, связанную непосредственно с производственной зоной, где работают контроллеры, датчики
|
|
(давления, температуры, уровня и т.д.) и исполнительные механизмы (клапаны, реле и т.д.). Задача "fieldbus" (полевой шины, промышленной сети) состоит в организации физической и логической связи датчиков с системным интеллектом, роль которого выполняют программируемые логические контроллеры (PLC) или промышленные компьютеры таким образом, чтобы информация с этого уровня была доступна общезаводской информационной системе. Промышленные сети должны полностью удовлетворять запросам потребителей по модульности, надежности, защите от внешних помех, простоте в построении, монтаже и программировании логики работы. Сегодня говорить о некоей универсальной промышленной сети
|
|
не приходится. Однако требования к ней понятны, как и классы прикладных задач, которые надо решать с ее помощью:
Автоматизация на общезаводском уровне; Здесь необходимы следующие качества: высокая скорость передачи, короткое время реакции на события, длина линий до 300 метров. На этом уровне для большинства приложений понятие взрывозащищенность не является обязательным.
Автоматизация на уровне управления конкретными технологическими процессами. Здесь необходимы следующие качества: среднее время цикла опроса датчиков (до 100 мс), длина линий связи до 1500 м с реализацией механизмов внутренней защиты.
|
|
 На сегодняшний день существуют десятки разнообразных промышленных сетей. Одной из наиболее широко употребляемых является сеть, реализованная с помощью протокола Profibus. PROFIBUS (Process Field Bus) появился на свет благодаря усилиям группы немецких компаний: Bosch, Siemens и Klockner-Moller. В его задачи входит:
организация связи с устройствами, гарантирующими быстрый ответ;
создание простой и экономичной системы передачи данных, основанной на стандартах.
В PROFIBUS используется гибридный метод доступа в структуре MASTER/SLAVE. Сеть может состоять из 122 узлов, из которых 32 могут быть MASTER-узлами. В среде MASTER-узлов по возрастающим номерам узлов передается маркер, который предоставляет право ведения циклов чтения/записи на шине. Все циклы строго регламентированы по времени, организована продуманная система тайм-аутов. Протокол хорошо разрешает разнообразные коллизии на шине. Настройка всех основных временных параметров идет по сценарию пользователя. При передаче данных обнаружение и исправление ошибок ведется на основе хеммингова расстояния 4,
|
|
то есть в любой посылке данных 3 ошибочных бита будет обнаружено, а один бит может быть восстановлен. Задачи в области промышленной связи часто требуют разных решений. В одном случае необходим обмен комплексными (сложными, длинными) сообщениями со средней скоростью. В другом - требуется быстрый обмен короткими сообщениями с использованием упрощенного протокола обмена, например, с датчиками или исполнительными механизмами. В третьем случае необходима работа в опасных участках производства, например, в газопереработке. Все эти задачи протоколу PROFIBUS под силу. Сегодня, говоря о PROFIBUS, необходимо иметь в виду, что под этим общим названием понимается совокупность трех различных, но совместимых протоколов: PROFIBUS-FMS, PROFIBU S-DP и PROFIBUS-PA.
PROFIBUS-FMS. Этот протокол общего назначения разработан для связи контроллеров и интеллектуальных устройств. Основное его назначение - передача больших объемов данных.
PROFIBUS-DP. Однако есть задачи управления в так называемом реальном времени, где на первое место встает такой параметр, как продолжительность
|
|
цикла шины, а не программного цикла. Это требование нашло свое решение в реализации протокола PROFIBUS-DP. Он дает увеличение производительности шины так, для передачи 512 бит данных, распределенных по 32 станциям, требуется всего 6 мс.
PROFIBUS-PA. Этот протокол используется в устройствах, работающих в опасных производствах.
Распределенная система может состоять из устройств, реализующих все три типа стандарта, только РА-устройства необходимо подключать через специальные повторители. В разных странах мира (в том числе и в России) созданы организации по продвижению PROFIBUS-технологий в различные отрасли производства. Организация тематических семинаров, выставок, стандартизации новых изделий, выработка новых спецификаций и многое другое составляет суть работы этих некоммерческих организаций. Известно свыше 500 PROFIBUS-изделий (как аппаратных, так и программных). Число установленных узлов превышает 350 тысяч.
|
|
|  |
|
