PROFIBUS

PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) - это промышленная сеть полевого уровня, отвечающая требованиям части 2 европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2. Она используется для организации связи между программируемыми контроллерами и станциями распределенного ввода-вывода ET 200, устройствами человеко-машинного интерфейса и приборами полевого уровня. Кроме того, PROFIBUS позволяет выполнять дистанционное программирование и конфигурирование систем автоматизации, их отладку и диагностирование.

PROFIBUS является открытой системой. SIEMENS готов оказать помощь любому производителю сетевого оборудования поставкой специализированных микросхем, интерфейсных модулей, техническими консультациями.

PROFIBUS позволяет использовать как электрические, оптические, инфракрасные и другие каналы связи. При применении оптических каналов значительно возрастает стойкость сети к воздействию электромагнитных помех. Существенному снижению затрат на построение оптоволоконных каналов связи способствует наличие широкой гаммы интерфейсных модулей, коммуникационных процессоров и других сетевых компонентов, оснащенных встроенным оптическим интерфейсом.

Промышленная сеть PROFIBUS DP

Характеристики PROFIBUS

• Соответствие требованиям европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2.
• Удобство, гибкость, надежность, высокая степень защиты данных. 
• Открытая архитектура: возможность подключения к сети оборудования других фирм-производителей.

Для передачи данных через PROFIBUS могут использоваться протоколы следующих профилей:

• PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification - спецификация сообщений полевого уровня).
• PROFIBUS PA (ProcessAutomation - автоматизация процессов).
• PROFIBUS DP (Distributed I/O stations - протокол скоростного обмена данными с периферийным оборудованием систем распределенного ввода-вывода).

Все профили протоколов могут использоваться совместно в рамках одной сети с передачей данных через один и тот же кабель.

Протокол PROFIBUS FMS

Протокол PROFIBUS FMS используется для решения универсальных коммуникационных задач на полевом уровне. Он позволяет выполнять обмен данными между интеллектуальными сетевыми станциями (программируемыми контроллерами, компьютерами и т.д.).

Протокол PROFIBUS DP

Протокол PROFIBUS DP ориентирован на обслуживание систем распределенного ввода-вывода. Он обеспечивает скоростной циклический обмен небольшими объемами данных между ведущим и ведомыми сетевыми устройствами.

Протокол PROFIBUS PA

Протокол PROFIBUS PA отвечает требованиям международного стандарта IEC 1158-2 и позволяет расширять области применения сети PROFIBUS DP на зоны повышенной опасности (Ех-зоны).

Благодаря

• наличию множества сервисных функций, обеспечивающих передачу сообщений по сети PROFIBUS и
• высокой скорости передачи данных

время цикла шины становится пренебрежительно малым.

Основными преимуществами сети PROFIBUS являются:

• Высокий коэффициент готовности.
• Обеспечение целостности данных.
• Стандартная структура сообщений.
• Возможность свободного подключения и отключения сетевых узлов во время работы сети. 

Характеристики PROFIBUS DP

• Соответствие требованиям европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2.
• Наличие электрических (RS 485), оптических, инфракрасных и других каналов связи. 
• До 125 узлов на сеть, до 32 узлов на сегмент.
• Управление доступом к сети: метод эстафетной передачи данных между ведущими сетевыми узлами с использованием механизма ведущий-ведомый на нижнем уровне.
• Скорость передачи данных 9.6/ 19.2/ 93.75/ 187.5/ 500 Кбит/с, а также 1.5/ 3/ 6/ 12 Мбит/с.
• Широкий спектр сетевых компонентов для конфигурирования сети.
• Широкий спектр возможных областей применения сети.
• Дистанционное программирование через сеть.
• Простота расширения системы по мере развития производства.
• Автоматическое определение скорости передачи данных в сети, автоматическая настройка на эту скорость.
• Открытая система, позволяющая использовать в своем составе оборудование других фирм-производителей. Конфигурирование с помощью GSD файлов.
• Простая и ясная архитектура. Конфигурация, полностью ориентированная на технологические нужды.
• Непосредственный обмен данными между ведомыми устройствами.
• Поддержка изохронного режима (режима тактовой синхронизации) с синхронизацией циклов выполнения программы контроллера, циклов обмена данными через сеть, и внутренних циклов ведомых DP станций.

Сетевые узлы

Активные станции (ведущие DP устройства)

• Программируемые контроллеры S7-300, S7-400, C7 с интерфейсом PROFIBUS DP.
• Программируемые контроллеры S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H, S5-95U/DP с интерфейсом ведущего устройства PROFIBUS DP.
• Программируемые контроллеры производства других фирм с интерфейсом ведущего устройства PROFIBUS DP.
• Приборы человеко-машинного интерфейса.
• Программаторы и промышленные компьютеры SIMATIC.
• Контроллеры систем числового программного управления SINUMERIK.
• Системы автоматического регулирования SIMADYN.
• Прочие ведущие DP устройства производства SIEMENS и других фирм.

Пассивные станции (ведомые DP устройства)

• Станции систем распределенного ввода-вывода ЕТ 200.
•  Программируемые контроллеры S7-200, S7-300 и S7-400 (с операционной системой от V3).
• Программируемые контроллеры S5-115U/135U/155U с интерфейсным модулем IM 308-C.
• Программируемый контроллер S5-95U/DP с встроенным интерфейсом ведомого устройства (до 1.5 Мбит/с).
• Модулисвязи DP/AS-Interface Link, DP/DP Link, DP/PA Link.
• Измерительные преобразователи SITRANS, подключаемые через сеть PROFIBUS PA.
• Преобразователи частоты MICROMASTER, SINAMICS, MASTERDRIVES, SIMOREG, SIMOVERT.
• Другие приборы и изделия других фирм-производителей: преобразователи частоты, задвижки, регуляторы и блоки управления и т.д.

Интерфейсные модули и программное обеспечение

В следующей таблице приведен перечень интерфейсных модулей и коммуникационных процессоров, которые позволяют производить подключение оборудования к сети PROFIBUS DP.

Режимы работы

Все сетевые узлы используют общую среду передачи (электрическую, оптическую или комбинированную). Доступ активных устройств к шине разделен во времени, для чего используется метод эстафетной передачи. Активный узел, получивший доступ к сети, осуществляет обмен данными с пассивными узлами по принципу “ведущий-ведомый”.

Активный узел получает доступ к сети на определенный промежуток времени. В течение этого времени активный узел выполняет управление всеми необходимыми пересылками данных. По истечение этого времени активный узел переходит в пассивное состояние, а управление передается по эстафете следующему активному узлу. Если активизируемое ведущее устройство не нуждается в сетевых операциях, управление немедленно передается следующему активному узлу.

Пассивные узлы не способны управлять передачей информации. Они только отвечают на адресованные к ним запросы от ведущих устройств, а также принимают посылаемые со стороны ведущих устройств данные.

Проектирование

Для выбора конфигурации, установки значений параметров, запуска и диагностирования сети PROFIBUS DP может быть использован обширный набор инструментальных средств с мощной системой помощи и подсказок. Для программируемых контроллеров SIMATIC S7/ C7 и систем автоматизации SIMATIC WinAC этот набор инструментальных средств интегрирован в программное обеспечение STEP 7. Для программируемых контроллеров SIMATIC S5 для этой цели используется пакет COM PROFIBUS.

Брошюры

Информационные материалы для загрузки можно найти в Internet по адресу:

http://www.siemens.com/simatic/infocenter