Асоціація Франція PROFIBUS / PROFINET

ПРОФІБ

Успіх PROFIBUS базується як на його передовій та надійній технології, так і на успішній діяльності організації PI, створеної виробниками та користувачами для представлення їх інтересів.
PI являє собою найбільшу групу користувачів промислових комунікацій у світі, яка пропонує можливості на майбутнє і водночас має певні зобов'язання. Можливості полягають у створенні та розповсюдженні передових технологій, вигідних користувачеві.

1. Модульна конструкція
Концепція модуля PROFIBUS - це те, що дозволило йому досягти лідируючої позиції на світовому ринку. Протокол зв'язку може поєднуватися з різноманітними специфічними для програми та сумісними технологічними модулями (технології передачі, профілі програм, технології інтеграції).
Це допомагає забезпечити повну узгодженість з широким спектром застосувань. За допомогою такого «системного компонента» (рис. 1) усі додатки технології автоматизації можуть охоплювати завдання у виробничих та переробних галузях, включаючи ті, що стосуються безпеки.

Рис. 1: Будівельні блоки системи PROFIBUS

PROFIBUS DP
Серцем системи є протокол зв'язку PROFIBUS DP (децентралізована периферія), однаковий для всіх додатків, який використовується для зв'язку між централізованими пристроями автоматизації та децентралізованими польовими пристроями.
Існує кілька альтернативних варіантів передачі даних, залежно від випадку використання. Технологія передачі RS485 призначена для використання у виробничій та переробній промисловості в додатках без вибухозахисту.

Ex ia
RS485-IS (Внутрішня безпека) охоплює використання у вибухозахищених зонах. Технологія передачі MBP (з кодом, заснованою на Манчестері) та MBP-IS спеціально орієнтована на переробну промисловість, а також керує живленням пристроїв на шині, крім передачі даних. Також доступні кілька технологій оптичної передачі.

ПРОФІЛІ
Профілі додатків PROFIBUS підходять для стандартного обміну даними між польовими пристроями на рівні користувача. Використання цих профілів забезпечує взаємодію в обміні даними між польовими пристроями різних виробників. Ці профілі визначають характеристики типових пристроїв для програми, і “профільні пристрої” повинні їм відповідати. Це можуть бути характеристики, загальні для декількох категорій пристроїв (наприклад, поведінка, пов’язана з безпекою), або характеристики, характерні для категорії пристроїв (наприклад, для демонстрації пристроями чи пристроями для лікування).

УНІВЕРСАЛЬНІСТЬ
Польові пристрої з різними профілями додатків можуть використовуватися в одній системі автоматизації. Прості пристрої з універсальною функціональністю, такі як децентралізовані вхідні/вихідні/двійкові пристрої, як правило, не використовують профілі програм. На додаток до рівнів передачі та зв'язку система також забезпечує інженерні технології, необхідні для опису та інтеграції пристроїв.

2. Спеціальні рішення для застосування
Системний компонент дозволяє охоплювати дуже різні програми за допомогою спеціально розроблених для них рішень, комбінуючи відповідні компоненти. Сюди входять, наприклад, рішення для виробничої галузі, автоматизації процесів, приводних технологій та систем, що стосуються безпеки. Структура цих модульних «рішень» показана на малюнку 2. Тільки комунікаційний протокол однаковий для всіх рішень і забезпечує високу узгодженість PROFIBUS, про який вже згадувалося.

Рис. 2: Рішення PROFIBUS для різних сегментів ринку

3. Гібридна автоматизація
У минулому автоматизацію заводу та автоматизацію процесів слід розглядати як дві суворо відокремлені галузі та автоматизувати за допомогою різних технологій. Причиною були різні граничні умови системи автоматизації.

Автоматизація заводу базується на швидких, дискретних процесах та відносно короткому терміні служби обладнання.
Автоматизація процесів, навпаки, характеризується повільною та безперервною роботою, а також тривалим терміном служби обладнання.

Сьогодні користувач може уникнути таких острівних рішень, використовуючи послідовне рішення PROFIBUS для всіх застосувань у виробничому ланцюзі. PROFIBUS - це єдина польова шина, яка відповідає вимогам до такої послідовної (гібридної) автоматизації управління виробництвом (вхідна та вихідна логістика) та етапів процесу управління процесом (рис.3).

Рис. 3: Послідовне рішення PROFIBUS в єдиній виробничій системі

Приклад 1 - У фармацевтичній промисловості виготовлення ліків є процедурою контролю процесу. Наприклад, упаковка таблеток передбачає завдання контролю виробництва, що виконуються на складних пакувальних машинах.
Приклад 2 - У харчовій промисловості, наприклад, на пивоварні, за процедурами управління процесом у пивоварні та ферментаційному погребі виконуються процедури контролю виробництва для очищення, наповнення пляшок та складання ящиків роботами.
Приклад 3 - У виробництві автомобілів лакофарбовий цех з вимогами до контролю за процесом (вибухозахисту) є частиною виробничої лінії, яка також передбачає завдання контролю.

4. Модель рівня OSI як основа
Розробка технологічних модулів з PROFIBUS орієнтована на модель рівня OSI (еталонна модель взаємозв'язку відкритих систем). Тут процес комунікації між двома вузлами розподіляється по семи "рівнях", від рівня 1 ("фізичний рівень", технологія передачі) до рівня 7 ("рівень додатку", інтерфейс із додатком). PROFIBUS використовує шари 1, 2 та 7 (рис. 4):

Рис. 4: Посилання між моделлю OSI та PROFIBUS

Шар 1 визначає фізичну передачу. З PROFIBUS існують версії з мідного дроту (RS485 та MBP), оптичні та бездротові передачі.

Рівень 2 визначає опис способу доступу до шини, включаючи безпеку даних. У PROFIBUS це метод master-slave у поєднанні з методом token.

Шар 7 являє собою інтерфейс із додатком і, отже, являє собою зв'язок між додатком і зв'язком. З PROFIBUS тут використовується протокол зв'язку PROFIBUS DP. Сам процес подання заявки знаходиться вище рівня 7 і не є частиною моделі OSI.

На рисунку 4 показано визначення семи шарів OSI ліворуч та реалізація PROFIBUS справа.

Для отримання додаткової інформації про технологію PROFIBUS завантажте "Опис системи PROFIBUS" у розділі "завантажити"