Profibus

DP, FMS, PA

Profibus logoA PROFIBUS egy univerzális ipari kommunikációs rendszer, melyet nagy előszeretettel alkalmaznak ott, ahol nagyobb rendszerek jelcseréje zajlik. 1989-ben alakították ki a német DIN 19245 szabványnak megfefelően, majd később a nemzetközi EN 50170-es normának feleltették meg. Jelenleg a Profibus standart az IEC 61158-nak (nemzetközi terepi busz standard) került megfeleltetésre.

A PROFIBUS gyártó-független, nyílt terepbusz szabvány széleskörű alkalmazási területtel. Specifikációja a Profibus.org oldalon található. A szervezet neve az utóbbi időben PI-re váltott, mert a Profibus utódjának fejlesztett ProfiNet is a szervezethez tartozik.

A PROFIBUS lehetővé teszi különböző gyártók eszközeinek speciális interface nélküli kommunikációját. A PROFIBUS felhasználható nagysebességű időkritikus adatátvitelre és nagy, bonyolult kommunikációs feladatok megoldására egyaránt.

Profibus levels

A régebbi Profibus modell szerinti tagozódás a fenti ábrán látható. Legalul, a terepi szinten a Profibus DP és egy átalakító modulon keresztül a Profibus PA érhető el a PLC felől. A Profibus FMS a master PLC-ket köti össze a középső szinten a megjelenítőkkel (HMI-kkal). A legfelső szintre valahonnan felkerülnek az adatok, ezeket vagy a PLC, vagy a SCADA szolgáltatja. Jellemzően a szűk keresztmettszetet az FMS szokta képezni, melynek sebessége, ha a vonal rendesen ki van építve, maximum 12 Mb/s.

A lenti ábrán a továbbfejlesztett változat látható. Innen repült az FMS, a helyét a ProfiNet vette át. Ennek sebessége optimális esetben 100 Mb/s, és ennek elérése kevesebb trükközéssel és olcsóbban megvalósítható, mint az FMS 12 Mb/s-se, ugyanis a ProfiNet a "mezei" ethernet-et használja az átvitelre. Ez az ethernet megegyezhet a korábban már kiépített felsőszintű hálózattal, csak az alkalmazott protokoll tér el.

Profibus levels 2

Profibus OSI-táblázat

A Profibus jellemzően RS485-ös átvitelen alapul. Nagyobb távolságokat felölelő rendszereknél (jellemzően FMS-eknél) az optikai kábel szokta kiváltani a rézvezetékezést, egyszerűen azért, mert ha a maximum sebességen - 12 Mbit/sec - akarjuk meghajtani a buszt, akkor RS485-ön annak hossza maximum 100 méter lehet, míg (jobbfajta) üvegszálon ez kilométerekre tehető.

Ilyenkor is a legjellemzőbbek a hibrid rendszerek, azaz például a kapcsolótérben RS485-tel szedi össze az adatokat a Profibus FMS, de már egy távolabbi üzemegységbe üvegszálon fut ki.

A Manchester kódolt MBP-t jellemzően a Profibus PA használja.

szint szint Profibus
PA DP FMS
7 Alkalmazási réteg DDLM FMS
  DPV0 DPV1 DPV2
6 Megjelenítési réteg  
5 Viszonylati réteg
4 Forgalmazási réteg
3 Hálózati réteg
2 Adatkapcsolati réteg FDL
1 Fizikai réteg MBPRS485 RS485 (EIA-485) / Száloptika

FDL: Profibus adatkapcsolati réteg

en: Fieldbus Data Link

A Profibus adatkapcsolati rétege az FDL.

FDL - MAC: FDL Hozzáférés vezérlés

en: Fieldbus Data Link - Medium Access Control

Az FDL rétegnek a fő funkciója a hozzáférés vezérlés (MAC - Medium Access Control). Ennek feladata kétrétű:

Amennyiben a hálózaton több master is található, úgy token vezérlést alkalmaz. A token egy speciális távirat, mely mindig kejelöl egy master-t küldésre. Amíg a token a master-nél van, úgy az lefolytathatja a számára szükséges kommunikációt - persze záros időn belül - majd a tokent tovább kell adnia a következő master-nek.

Ha a master-hez egy vagy több hozzárendelt slave tartozik, akkor amíg a token-nel rendelkezik, le kell kérdeznie a slave-et vagy slave-eket, és ki kell adnia rájuk a parancsokat. A slave-ek a master megszólítása nélkül nem kommunikálhatnak. Amennyiben a hálózaton csak egy master van (pl. Profibus DP esetén) úgy az folyamatosan rendelkezik a token fölött, és folyamatosan kommunikálhat a hozzá rendelt slave-ekkel.

A MAC-nek kell megállapítania első indításkor a token-ek sorrendjét, majd futás alatt figyelemmel kísérnie,

  • ha kiesik egy master a hálózatról, akkor meg kell vonni a token-jogosultságát
  • ha újonnan belép (vagy visszalép) egy master a hálózatra, akkor be kell vonnia a token hívásba

FDL-Adatbiztosítás

Az FDL a pont-pont kapcsolatok mellett a broadcast és multicast üzeneteket is támogatja:

  • multicast: az aktív állomás egy (nyugtázatlan) üzenetet küld a többi állomás egy csoportjának (lehetnek ezek master-ek és slave-ek is)
  • broadcast: az aktív állomás egy (nyugtázatlan) üzenetet küld az összes többi állomásnak (lehetnek ezek master-ek és slave-ek is)

Az FDL réteg szolgáltatásai

Szolgál-
tatás
Funkció   DP PA FMS
SDA Profibus FDL function SDA Adatküldés nyugtázással
Send Data with Acknowledge
SRD Profibus FDL function SRD 1 Adatküldés és fogadás válasszal
Send and Receive Data with Reply
Profibus FDL function SRD 2
SDN Profibus FDL function SDN Adatküldés nyugtázás nélkül
Send Data with No Acknowledge
CSRD Profibus FDL function CSRD Ciklikus adatküldés és fogadás válasszal
Cyclic Send and Receive Data with Reply

Profibusz telegram formátum

A Profibusz FDL 5 telegram-formátumot alkalmaz:

változó adathosszú telegram SD2 LE LEr SD2 DA SA FC Adat-
mező
FCS ED
fix adathosszú telegram SD3 DA SA FC Adat-
mező
FCS ED  
adatmező nélküli telegram SD1 DA SA FC FCS ED

token telegram SD4 DA SA

rövid nyugta SC

A telegram elemek felsorolása:

mező kódja
(a fenti
táblázatból)
angol
neve
hossza lehetséges
értéke
leírása
SD1..SD4 start delimiter 1 byte   start-byte és a telegram-típus azonosítója
LE length 1 byte 4..249 hossz byte; a DA, SA, FC és adatmező hossza bájtban
LEr lenght repeat 1 byte 4..249 hossz byte még egyszer, a biztonság kedvéért
DA destination address 1 byte 0..127 + "1" a legmagasabb
helyiértéken
célállomás címe
SA source address 1 byte 0..125 + "1" a legmagasabb
helyiértéken
küldő állomás címe
FC frame control 1 byte   telegram-típus azonosítása: küldés, kérés, nyugtázás, ..
FCS frame check sequence 1 byte   ellenőrző bájt
ED end delimiter 1 byte 16H záró bájt
SC     E5H egyedi karakter

 

Profibus alkalmazási réteg elemei

A profibus fejlődésével, funkcióinak bővülésével a leírásának is lépést kellett tartania, ezt a verziók felállításával tették lehetővé. Az "alap" Profibus meglehetősen "fapados" volt még - bár tegyük rögtön hozzá, hogy az ez által definiát funkciók teszik ki máig a DP funkcionalitás 99%-át - ezt 1993-ban definiálták (DP-V0). A DP-V1 1997-ben, a DP-V2 2002-ben bővítette tovább a Profibus DP tevékenységi palettáját.

DP-V0

en: decentralized periphery - version 0

A DP alapfunkcionalitása:

  • ciklikus adatcsere
  • állomás- , modul- és csatornaspecifikus diagnózis
  • GSD

DP-V1

en: decentralized periphery - version 1

A DP-V0 alapfunkciói az alábbi - folyamatautomatizálási - funkciókkal egészülnek ki:

  • minden, nem ciklikus adatforgalmazás az intelligens terepi berendezések irányába. Ez magába foglalja a hibakezelést, kezelést és felügyeletet, párhuzamosan a ciklikus forgalmazással.
  • Lehetővé teszi a busz résztevőre az on-line kapcsolatot a mérnöki állomásról.
  • Tartalmazza a DP-V1 specifikus riasztásokat: státusz-, update- és gyártóspecifikus riasztások.
  • EDD és FDT integráció
  • Fail safe

DP-V2

en: decentralized periphery - version 2

A DP-V2 esetén az előző két szint funkciói jellemzően hajtástechnikai irányban egészülnek ki:

  • isochroner slave üzem
  • slave keresztreferencia (Data Exchange Broadcast: DXB)
  • slave - slave adatcsere
  • publisher / subscriber
  • időszinkronizáció és időbélyeg
  • redundancia
  • DP HART
  • alapvetően az DP-V2 által a hajtások tengelyvezérlése és követése gyorsítható

A Profibus fizikai jellemzői

  MBP* RS485 RS485-IS száloptika
Jellemző Profibus PA DP, FMS, PROFIdrive PROFIsafe FMS
Adatátvitel digitális, bit-szikronizált,
Manchester kódolással
digitális, differenciál-jelekkel az RS485-re, NRZ digitális, differenciál-jelekkel az RS485-re, NRZ optikai, digitális, NRZ
Átviteli sebesség 31,25 KBit/s 9,6 kBit/s - 12 MBit/s 9,6 kBit/s - 1,5 MBit/s 9,6 kBit/s - 12 MBit/s
Adatbiztonság Előhang (preamble), hibatűrő start és end delimiter      
Vezeték sodrott, árnyékolt kéteres vezeték,
"A" vezetéktípus
sodrott, árnyékolt kéteres vezeték
"A" vezetéktípus
sodrott, árnyékolt négyeres vezeték
"A" vezetéktípus
Multimode / singlemode üvegszál, PCF, muanyag-szál
EX-megfelelés EEx ia/ib nincs EEx ia/ib nincs
Topológia "lánc" és "fa" topológia,
megszakítással (terminátorral) kombinálható
"lánc" topológia megszakítással "lánc" topológia megszakítással Tipikusan "csillag" és "gyűrű" topológia, de "lánc" topológia is lehetséges.
Elemek száma 32 elem szegmensenként**, összesen maximum 126 elem hálózatonként. 32 elem szegmensenként repeater nélkül**, összesen maximum 126 elem hálózatonként repeater-rel. 32 elem szegmensenként**, összesen maximum 126 elem hálózatonként. Maximum 126 elem hálózatonként.
Repeater-ek száma maximum 4 repeater maximum 9 repeater, jelfrissítéssel maximum 9 repeater, jelfrissítéssel jelfrissítéssel nincs korlátozva, de a jelátviteli időre figyelni kell.

*:MBP: Mancester codierung, bus powering.

**: A 32 elembe a repeater-eket is bele kell számolni, azaz ha egy szegmensben 2 repeater-ünk van, akkor már csak 30 állomás csatlakoztatható.

A Profibus fajtái

  DP-stack jellemző átvitel Jellemzők
Profibus DP DP-V0..DP-V2 RS485 Talán a legjellemzőbb és leggyakoribb Profibus változat, mellyel a terepi eszközök és PLC kommunikációját szokás megvalósítani. A Siemens eszközöknél alapértelmezett DP eszköz.
Profibus FMS DP-V0..DP-V2 RS485
száloptika
Jellemzően a PLC - SCADA szintek összekötésére használt eszköz, a Siemens terminológiában a Profibus Standard megfelelője. Szerepét fokozatosan a Profinet veszi át.
Profibus PA DP-V1 MBP Intelligens terepi eszközök és a PLC kapcsolatát biztosító eszköz. A technológia magas ára miatt nem igazán terjedt el.
PROFIdrive
DP-V2 RS485 A PLC - hajtástechnikai DP egységek kapcsolatát biztosítja. A Siemens esetén alkalmazása jellemzően a pozícionáló modulok kapcsán szokott előkerülni.
PROFIsafe DP-V0..DP-V2 RS485
RS485-IS
"F"-es (fail safety) környezetben biztosítja a kommunikációt a PLC és a DP eszköz között.

Profibus FMS

en: Fieldbus Message Specification

A PROFIBUS-FMS adja a cella szintű kommunikációs feladatok általános megoldását. A hatékony FMS szolgáltatások széleskörűen használhatók fel és nagy rugalmasságot biztosítanak. A PROFIBUS-FMS a kiterjedt és bonyolult kommunikációs feladatok megoldását is támogatja.
Az FMS-en elsősorban a programozható vezérlők (PLC, PC) kommunikálnak egymással.

Az FMS szolgáltatások a terepbusz alkalmazásokra optimalizált MMS szolgáltatások (MMS = Manufacturing Message Specification, ISO 9506) részét képezik, melyeket a kommunikációs objektumok adminisztrációját szolgáló és hálózatmenedzsment funkciókkal egészítettek ki.

Az FMS szolgáltatások

  Szolgáltatás   Leírása
Context
Management
A logikai kapcsolatok létrehozására és bontására valamint nem megengedett szolgáltatások elutasítására szolgálnak.
Variable Access Egyszerű változók, rekordok, tömbök és változó listák érhetők el.
Domain
Management
Nagy memóriaterületeket továbbítanak. A továbbítandó adatokat a felhasználó szegmentálja.
Event
Management
Alarm üzenetek és események továbbítására szolgálnak. Ezek az üzenetek broadcast vagy multicast továbbítással is átvihetők.
Program Invocation Management A szolgáltatások programvezérlésre használhatók.
VFD Support Azonosításra és státusz lekérdezésre szolgálnak. Az eszköz kérésére is továbbíthatók multicast vagy broadcast üzenetként.
OD
Management
Ezekkel a szolgáltatásokkal olvasható vagy írható az objektumkönyvtár.

Profibus DP

de: Dezentrale Peripherie, en: decentralised Periphery

A PROFIBUS-DP-t nagysebességű eszközszintű átvitelre fejlesztették ki. Itt a központi vezérlők (pl. PLC, PC) nagysebességű soros vonalon kommunikálnak az elosztott terepi eszközökkel (I/O, meghajtók, szelepek, stb.).

Profibus DP

Az elosztott eszközökkel való kommunikáció legnagyobb része ciklikusan történik. Ebben a kommunikációban az EN 50170 szabvánnyal összhangban levő PROFIBUS-DP funkciók használhatók fel. Ezen ciklikus funkciók végrehajtása mellett az intelligens terepi eszközök konfigurálására, diagnosztizálására és hibakezelésére aciklikus kommunikációs funkciók használata is szükséges, magyarul normál működés mellett a PLC ciklusa szerint meghatározott időközönként történik az adatok olvasása/írása, de konfigurálás/diagnosztika esetén a kommunikáció ütemezése eltér ettől.

Egy DP buszra maximum 126 egység csatlakozhat.

A PROFIBUS-DP mono-master és multi-master rendszereket tesz lehetővé. A Simatic csak a mono-master módot támogatja, azaz egy DP hálózaton csak egy master lehetséges.

Egy buszra maximum 126 eszköz csatlakoztatható. Egy rendszer konfigurációja leírható az állomások számának, az állomások és az I/O címek egymáshoz rendelésének, az adatformátumnak, a diagnosztikai üzenetek formátumának és a használt busz paramétereinek megadásával.

A PROFIBUS-DP rendszerek eszköztípusai

1. osztályú DP
master (DPM1)
Az 1. osztályú DP master egy központi vezérlő, mely egy meghatározott üzenetciklus során információt cserél az elosztott állomásokkal (DP slave-ek). Ebbe az osztályba tartoznak a programozható vezérlők (PLC-k), a PC-k és a VME rendszerek.
2. osztályú DP
master (DPM2)
A 2. osztályú DP masterek programozók, konfigurációs eszközök vagy vezérlő panelek. A DP rendszer konfigurálására, vezérlési és ellenőrzési célokra használhatók fel.
DP slave A DP slave egy periféria (I/O eszköz, meghajtó, HMI, szelep, stb.) mely begyűjti az input információt és az output információt a vezérlő felé továbbítja. Vannak csak input vagy csak output eszközök is.

Az input és output információ mennyisége az eszköz típusától függ. Egyidejűleg maximum 246 byte információ megengedett mind az input, mind az output vonatkozásában.

Multicast

A DPM1 által automatikusan végrehajtott felhasználói adatátvitelen túl a master utasításokat is küldhet egy slave-nek, a slave-ek egy csoportjának vagy az összes slave-nek egyszerre (multicast). Ezek az utasítások a DP slave-ek eseményvezérelt szinkronizálására támogatják a sync és a freeze mód használatát.

Sync / Freeze

 A slave-ek a mastertől kapott sync utasítás hatására lépnek a sync módba. Az összes megcímzett slave kimenete aktuális állapotába fagy. Az ezt követő felhasználói adatátvitelek során a slave-ek eltárolják az output adatokat, de output állapotuk változatlan marad. Ezek a tárolt output adatok csak a következő sync parancsot követően kerülnek átvitelre. A sync mód az unsync utasítással fejeződik be.
 
Ehhez hasonlóan a megcímzett slave-ek a freeze utasítás hatására lépnek a freeze módba. Ekkor a bemenetek fagynak aktuális állapotukba. Az input adatok csak a master következő freeze utasítására frissülnek. A freeze mód az unfreeze utasítással fejeződik be.

Profibus DP profilok

A PROFIBUS-DP protokoll határozza meg, hogy a felhasználói adatok továbbítása hogyan történjen a buszra csatlakoztatott állomások között. A PROFIBUS-DP átviteli protokoll nem értékeli ki a felhasználói adatokat, az átvitel módját a profilok írják le, emellett meghatározzák a PROFIBUS-DP alkalmazási területeit is.

A profilok az operátorok és végfelhasználók számára lehetővé teszik különböző gyártók eszközeinek használatát. A profilok egyúttal jelentősen csökkentik a tervezési költségeket is, hiszen pontosan meghatározzák az alkalmazási paramétereket. Jelenleg a következő PROFIBUS-DP profilok érhetők el: (zárójelben a dokumentáció száma)

NC/RC profil (3.052)

Ez a profil írja le, hogyan vezérelhetők PROFIBUS-DP buszon keresztül a manipulátor és szerelő robotok. A robotok mozgás- és programvezérlésének sorrendi diagramokon alapuló leírása magas szintű automatizálási szempontok szerint történik.

Kódoló profil (3.062)

Ez a profil a PROFIBUS-DP és a pozíció kódolók, szögkódolók ill. lineáris kódolók összekapcsolását írja le.
A két eszköztípus alapvető és kiegészítő funkciókat határoz meg (pl. skálázás, interrupt feldolgozás, kibővített diagnosztika).

Változtatható
sebességű meghajtó
profil (3.071)

A vezető gyártók együttesen definiálták a PROFIDRIVE profilt. Ez meghatározza a meghajtók paraméterezését, a setpoint-ok és az aktuális értékek átvitelét.
Lehetővé teszi a különböző gyártók meghajtóinak kicserélését. A profil tartalmazza a sebesség-szabályozáshoz és a pozícionáláshoz szükséges specifikációkat is.
Meghatározza az alapvető funkciókat, lehetőséget adva az alkalmazás-specifikus kiterjesztésre ill. későbbi továbbfejlesztésekre. Leírja az alkalmazási funkciók illesztését DP-re vagy FMS-re.

Vezérlési és
folyamatellenőrzési
profil (HMI)

Az egyszerű vezérlési és folyamatellenőrzési eszközök profilja leírja ezen eszközök és a magas szintű automatizálási komponensek PROFIBUS-DP buszrendszeren keresztüli összekapcsolását.
A profil a kibővített PROFIBUS-DP funkciókat használja a kommunikációra.

Profibus PA

en: Process Automation

 

A PROFIBUS-PA folyamatszabályozási célokra használható. Lehetővé teszi érzékelők és beavatkozók közös buszra csatlakozását nagy megbízhatóságot igénylő környezetben is. Az IEC 1158-2 nemzetközi szabvány szerinti 2 vezetékes technológiával egyszerre szolgál kommunikációra és a tápfeszültség továbbítására.

A PROFIBUS-PA a folyamatautomatizálásban használatos. A PA az automatizálási rendszereket kapcsolja össze a folyamatvezérlő rendszerekkel és a terepi eszközökkel. Az analóg 4-20 mA-es technológiát váltja fel. A PROFIBUS-PA használata a tervezési, kábelezési, szerelési és karbantartási költségek 40%-os csökkenését eredményezi, miközben az elérhető funkciók száma és a megbízhatóság nő.

További előnyei:

  • Egyedi folyamat automatizálási alkalmazási profilok és a különböző gyártók eszközeinek kicserélhetősége
  • Eszközök hozzáadása és eltávolítása a többi állomás zavarása nélkül
  • Transzparens kommunikáció a PROFIBUS-PA és a PROFIBUS-DP busz szegmensek között szegmenscsatolók alkalmazásával
  • Az IEC 1158-2 technológián alapuló távoli tápfeszültség-ellátás és adatátvitel ugyanazon a két vezetéken
  • Kétféle hibatűrési típus "teljesen megbízható" vagy "nem teljesen megbízható"

Profibus konfiguráció

GSD File

en: General Station Description, de:Geräte Stamm Datei

A PROFIBUS eszközök az elérhető funkciók (az I/O jelek és a diagnosztikai üzenetek száma) és a busz paraméterek (baud rate és időzítések) tekintetében különböznek. Ezek a paraméterek eszközönként és gyártónként változnak.

Dokumentációjuk megtalálható az eszköz kézikönyvében. A PROFIBUS egyszerű plug and play konfigurálásának támogatására ezek a jellemzők elektronikus adatlap formájában is meg vannak adva, ezt gyakran device data base vagy GSD fájlnak nevezik.

A GSD adatok szabványosítása a nyílt kommunikációt egészen a vezérlési szintig terjeszti ki. A GSD fájlokon alapuló konfigurációs eszközök használata a különböző gyártók eszközeinek egy rendszerbe való integrálását egyszerűvé és felhasználóbaráttá teszi.

EDD funkció

en: Electronic Device Description

A funkció lehetővé teszi a berendezések on-line paraméterezését, DP-V1 réteg alatt. Az EDD egy platformfüggetlen berendezés és funkció leírás.

 

Profibus RS 485 (EIA-485) rézvezetékes átvitel

Az RS 485 átvitel a PROFIBUS rendszerekben leggyakrabban alkalmazott átviteli technológia. Gyakran hivatkoznak rá H2 néven is. Alkalmazási területe magában foglalja a nagy átviteli sebességet és egyszerű, olcsó installációt igénylő területeket. Egy vezetőpáras, árnyékolt, sodrott érpárt használ fel.

Az RS 485 átviteli technológia nagyon egyszerűen kezelhető. A sodrott érpár bekötése nem igényel szaktudást. A busz struktúrája lehetővé teszi állomások hozzáadását és eltávolítását, a rendszer lépésről lépésre történő felállítását a többi állomás zavarása nélkül. A későbbi bővítéseknek nincs hatása a már működő állomásokra.

Az átviteli sebesség 9.6 kbit/sec és 12 Mbit/sec között választható meg. A rendszer összeállításakor egy átviteli sebességet kell meghatározni az összes berendezés számára. A sebesség meghatározásához figyelembe kell venni a vezeték típusát.

A tipikus hálózati kiépítés a lenti ábrán látható.

 

EIA 485

 

A fenti ellenállás értékek "A" típusú vezetékre értendők - ebben az esetben a baudrate > 500 kBaud. "B" típusú vezeték esetén az ellenállások így módosulnak: 390 -> 330 Ω, 220 -> 120 Ω. A baudrate ebben az esetben 500 kBaud alá csökken. Két állomás összekötése esetén így néz ki a kötésrajz:

 

 

Az RS485-Profibus technikai jellemzői

Hálózati topológia Lineáris busz, mindkét végén aktív lezárással, lezárás nélkül csak <= 1.5 Mbit/sec átvitel valósítható meg
Átviteli közeg Árnyékolt sodrott érpár. Az árnyékolás a környezeti feltételektől (EMC) függően elhagyható
Állomások száma 32 állomás szegmensenként repeaterek nélkül, max. 127 állomás repeaterek-kel
Csatlakozók Jellemzően 9 tűs D csatlakozó


 Minden eszköz a buszhoz - lánc topológiával - csatlakozik. Egy szegmensre maximum 32 állomás (master vagy slave) csatlakoztatható. A szegmensek mindkét végét aktív buszvégződéssel kell lezárni.

A hibamentes működés biztosításához gondoskodni kell a buszvégződések tápfeszültség-ellátásáról. Sok gyártó kínálja eszközeit és csatlakozóit bekapcsolható buszvégződéssel. Ha az állomások száma meghaladja a 32-t, repeater-eket (vonali erősítők) kell használni a busz szegmensek összekötésére.
 
A legnagyobb kábelhossz az átviteli sebességtől függ. A megadott kábelhosszak repeater-ek használatával növelhetők, de 3-nál több repeater soros alkalmazása nem javasolt.

RS485 'A' típusú vezeték technikai adatai

Impedancia 135 - 165 Ohm
Kapacitás < 30 pf/m
Hurokellenállás 110 Ohm/km
Vezetékméret 0.64mm
Vezető terület > 0.34mm²

RS485 ’A’ típusú vezeték jellemző kbps adatok a hossz függvényében

Baud rate (kbit/sec) 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000
Távolság/szegmens 1200 m 1200 m 1200 m 1000 m 400 m 200 m 100 m

Profibus connectorÁllomások csatlakoztatásakor meg kell győződni arról, hogy az adatvonalak nem cserélődtek-e fel. Az árnyékolt adatvonalak használata nagy elektromágneses terekben (pl. autógyárak) létfontosságú a rendszer védettsége szempontjából. Az árnyékolás az elektromágneses kompatibilitás (EMC) növelésére szolgál. Az árnyékoló fonatot vagy fóliát a vezeték mindkét végén földelni kell. Ajánlott továbbá az adatvonalak elkülönítése a nagyfeszültségű kábelektől.

A lezárás nélküli vonalak használatát 500 kbit/sec átviteli sebesség fölött kerülni kell. A jelenleg kapható csatlakozók lehetővé teszik, hogy a bejövő és kimenő adatvonalak közvetlenül a csatlakozóhoz kapcsolódjanak. Ez azt jelenti, hogy nincs szükség lezárás nélküli vonalakra, hiszen a csatlakozó a többi állomás zavarása nélkül bármikor hozzákapcsolható a buszhoz illetve levehető róla.

 

Profibus csatlakozó

de: Profibus Stecker en: Profibus connector

A Profibus csatlakozókba jellemzően már a véglezárást lehetővé tevő kapcsolót is beépítették. Ennek "ON" állása jelzi, hogy a csatlakozó az adott állomás csatolása mellett a szegmenst is lezárja.

 

Profibus RS 485 (EIA-485) száloptikás átvitel

A Profibus száloptikai rendszere az IEC 61158-2-vel került megfeleltetésre, és leggyakrabban az ST-rendszerű (BFOC/2.5) csatlakozókkal kerül telepítésre. A norma nem rendelkezik a csatlakozó-rendszerről, így néhány gyártó más rendszerű csatlakozót kínálhat, anélkül, hogy eltérne a normától.

Adatátvitel

A Profibus a két vezetékes üvegszál átvitelt preferálja, így mind a két vezeték simplex adatátvitelt alkalmaz. Ebben a felállásában a száloptika egyfajta repeater-ként funkciónál a két RS485-ös szegmens között, nagyobb távolságokat áthidalva ezzel.

Profibus száloptika

 

ECHO

A normál adatátvitel mellett az optikai szál nagy sebessége egy ECHO-nak nevezett felügyeleti módszert is lehetővé tesz. Az elküldött adatsort a fogadó állomás visszaküldi (viszhangozza), és a küldő állomás ezt az ECHO-t összehasonlítja az elküldött adatsorral és hiba esetén jelzi azt. Ez az eljárás előírés a redundáns hálózatok esetén.

 

Profibus száloptika / ECHO

A száloptikai megoldásokról ebben a fejezetben olvashat bővebben.

felhasznált források

feldbusse.de

SMAR.COM/Profibus

BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék oldala

Profibus Handbuch

license

Creative Commons License
Erre a dokumentumra a Creative Commons-Lizenz 3.0 szabályai érvényesek.
A dokumentum továbbfelhasználása engedélyhez kötött. Részleteiben is csak forrásmegjelöléssel
(pl: forrás:wwww.ob121.com) használható.
Engedélykérés, további információ: mail kukac ob121.com