14. Интерфейс Profibus
Profibus (ProcessFieldBus)— открытая промышленная сеть, прототип которой был разработан компанией SiemensAG для своих промышленных контроллеров Simatic, на основе этого прототипа Организация пользователей Profibus разработала международные стандарты, принятые затем некоторыми национальными комитетами по стандартизации. Очень широко распространена в Европе, особенно в машиностроении и управлении промышленным оборудованием. Сеть Profibus — это комплексное понятие, она основывается на нескольких стандартах и протоколах. Она позволяет объединять разрозненные устройства автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов.
Profibus в соответствии с моделью OSI имеет всего 2 уровня: физический (отвечает за характеристики физической передачи), канальный(определяет протокол доступа к шине).Profibus имеет 3 модификации: ProfibusDP,profibusFMS, profibusPA. ProfibusDP для децентрализованной периферии использует уровни 1и 2 модели OSI, а также пользовательский интерфейс. ProfibusPA для автоматизации технологических процессов использует физический уровень, который обеспечивает питание сетевых устройств через шину и не совместим с RS-485, обеспечивает режим работы во взрывоопасной зоне. На физическом уровне Profibus использует стандарт RS-485 при скорости передачи до 12Мбит/сек. Размеры сегментов сети до 32 устройств. При необходимости увеличить число устройств используют ретрансляторы или повторители устройств. Для увеличения дальности передачи в Profibus есть возможность работы оптоволоконным кабелем. Дальности при этом может составлять до 15 км. Оптоволоконные интерфейсы выполняют в виде сменных модулей для контроллеров. В сети Profibus для доступа ведущих устройств к сети используют метод передачи маркера. В этом методе сеть имеет логическую топологию кольца. Каждое ведущее устройство получает доступ к сети только при получении маркера. По истечении определённого времени это устройство должно передать маркер следующему ведущему устройству, которое получает доступ так же на время пока маркер у него. Таким образом каждому ведущему устройству выделяется только заданный интервал времени. Этот интервал может быть установлен при конфигурировании системы.
В методе ведущий-ведомый процедуру коммуникации с ведомым устройством выполняет мастер, который обладает маркером. Во время обладания маркером мастер становится ведущим по отношению к другим мастерам ,т.е. может выполнять коммуникацию мастер-мастер. В задачи активного устройства входят: обнаружение наличия или отсутствия маркера сразу после начала работы сети, передача маркера следующему устройству в порядке возрастания адресов, удаление адресов вышедших из строя, добавление новых адресов, обеспечение заданного периода обращения маркера по сети.
Коммуникационный профиль DPсостоит в эффективном обмене данными ПЛК или компа с датчиками , исполнительными устройствами. DP предоставляет возможность апериодического обмена для установки параметров контроля режимов работы и обработки сигналов тревоги. Средства диагностики DP обеспечивают быстрое обнаружение места появления ошибки и пересылку соответствующего сообщения ведущему устройству. Диагностические средства делят на 3 уровня:
Уровень устройства( касается общих признаков работоспособности устройства)
Уровень модуля ввода/вывода входящего в состав устройства модульной конструкции
Уровень канала модуля.
В сети могут использоваться устройства 3 типов: 1) DPMaster1 класса (центральный контроллер , который циклически обменивается инфой с ведомыми устройствами с заранее определённым периодом;2) DPMaster2 класса ( к устройству для конфигурирования системы , наладки, обслуживания или диагностики) ; 3) Ведомое устройство , которое выполняет сбор инфы или выдачу её исполнительному устройству.
Profibus использует 2 типа передачи сообщения: с уведомление и без уведомления. Сообщения в Profibus называются телеграммой. Телеграмма может содержать до 256 байт из них 244 байта данных +11 служебных байт.