Průmyslové sítě
ProfibusPrůmyslová sběrnice Profibus(PROces FIeld BUS) je určena pro automatizaci výrobních linek (výroba automobilů, plnicí linky, skladové systémy), pro domovní automatizaci (klimatizace, vytápění), pro procesní automatizaci (chemický a petrochemický průmysl, papírenský, čističky odpadních vod) a pro řízení výroby a distribuce energie.
Historie doposud snad nejúspěšnější sběrnice pro průmyslové použití začala ve skutečnosti v roce 1987, kdy firmy Bosh, Klöckner & Möller, Siemens a část univerzit předložili projekt Profibus německé vládě. Jako koncept pro automatizaci jak diskrétních, tak spojitých výrob podpořily projekt i členské organizace ústřední asociace německého elektrotechnického průmyslu (Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie - ZVEI). Samotné sdružení zájemců o sběrnici (Profibus Nutzerorganisation) bylo založeno v listopadu 1989 a od té doby se rozrostlo v největší sdružení (Profibus International) v oblasti průmyslových sběrnic. Architektura protokolu PROFIBUS
Norma Profibus, jak již bylo zmíněno v úvodu, vychází z modelu ISO/OSI. Z důvodu časové optimalizace definuje z tohoto modelu pouze vrstvy fyzickou, linkovou a aplikační (viz Obr. 23).
V současné době existují tři varianty průmyslové sběrnice Profibus, přičemž každá z nich je určena pro specifické použití. Profibus DP (Decentralized Periphery) Jedná se o nejjednodušší a nejrozšířenější variantu Profibusu. Používá se jako sensor bus. Je určený pro rychlou komunikaci typu master-slave. Je vhodný zejména pro rychlý přenos signálů z procesu pomocí decentralizovaných periférií a odloučených I/O jednotek. Komunikačním médiem je buď kroucená dvojlinka (standard RS-485), nebo optické vlákno při rychlosti až 12 Mbitů/s.
Profibus FMS (Fieldbus Massage Systém)
Patří do skupiny průmyslových sběrnic typu Fieldbus. Nabízí komunikační standard pro komunikaci v heterogenním prostředí a s velkou množinou služeb pro práci s daty, programy a alarmy. Komunikačním médiem je podobně jako u varianty Profubus DP buď kroucená dvojlinka (standard RS-485), nebo optické vlákno, avšak rychlost je už nižší.
Profibus PA (Process Automation)
Patří do skupiny průmyslových sběrnic typu Fieldbus. Používá rozšířenou normu Profibus DP a je určen pro řízení pomalých procesů zvláště ve výbušném prostředí, neboť odpovídá jiskrové bezpečnosti. Aby bylo možné síť využívat v tomto prostředí, je použita i speciální fyzická vrstva - proudová smyčka podle standardu IEC 1158-2. komunikující stálou rychlostí 31,25 kbit/s.
Základní vlastnosti sběrnice Profibus Profibus podporuje čtyři topologie: Přenosové technologie 1. RS-485 (high speed – H2) Jako fyzického média je použito stíněné kroucené dvojlinky. U této varianty se používá kódování typu NRZ (Non Return to Zero). Pro přenos znaku je použito 11bitové kódování znaků typu UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) s jedním start bitem, jedním stop bitem, 8 informačními bity a jedním paritním bitem (sudá parita) dle normy DIN 19244. Celkem lze zapojit 32 stanic v jednom segmentu, celkem však 127 stanic dohromady. Maximální délka sítě Profibus se pohybuje od 100 m (při přenosové rychlosti 12 Mbit/s) až do 1200 m (při přenosové rychlosti 9,6 Kbit/s) v závislosti na volbě přenosové rychlosti. Díky opakovačům lze tuto délku prodloužit až na 10 km.
2. optické vlákno - Profibus DP/FMS V dnešní době se používají jednak skleněná optická vlákna (v délce až 2 km), tak i levná plastová optická vlákna (v délce až 50 m). K těmto optickým vláknům jsou dnes k dispozici i speciální konektory s integrovaným převodníkem RS 485 na optické rozhraní a opačně, což umožňuje jednoduše kombinovat metalický a optický rozvod v jedné síti. Struktura sítě s metodou přístupu
Jelikož na sběrnici nemůže současně vysílat více účastníků (následná kolize dat), musí být stanovena metoda řízení přístupu na sběrnici, která zajistí, kdy je které zařízení oprávněno vysílat na sběrnici. Musí být zajištěno, že v danou chvíli má právo na vysílání dat pouze jedno zařízení. U sítě Profibus tato metoda vychází z následujících požadavků:
Jedním z možných řešení je použití kombinace dvou základních metod řízení přístupu na sběrnici:
S použitím těchto metod přístupu lze implementovat systém s následující konfigurací : čistý master - slave systém; čistý master - master systém (token passing) nebo kombinace obou.
Další informace |