وقد كانت أسرة بروبوس بروتوكولات حقول الصيد حجر الزاوية في التشغيل الآلي الصناعي منذ عقود، وفي إطار هذا النظام الإيكولوجي، فإن المصنف DP (المناطق الموحَّدة) والبروسبيس بـه (الآلية) يخدم مجالين تشغيليين متميزين، وفي حين أن كلاهما يستندان إلى نفس البروتوكول الأساسي، فإن طبقاتهما المادية، وخصائص الأداء، ومجالات التطبيق تختلف اختلافا كبيرا، ويوفر هذا الدليل مقارنة متعمقة تشمل معايير السلامة التقنية، ومقايضات التموجة، وكميات التموجة، وكميات.

الأصول والمعايير

وقد وضع في الأصل في أواخر الثمانينات اتحاد شركات وجامعات ألمانية، وأصبح معيارا دوليا بموجب الاتفاقية الدولية رقم 61158 ورقم 61784، ويعرف البروتوكول نموذجا للاتصال على مستوى الماجستير، حيث كان أحد كبار الماجستير أو أكثر (متغيرات الملوثات العضوية الثابتة أو أجهزة التحكم في الرؤوس) يلوث العبيد (المجسات، والمحاضرات، والقوى المحركة، أولا)

ويتقاسم كل من المتغيرين نفس طبقة التطبيق (الساعة 7) والجزء الأكبر من طبقة الربط بين البيانات (الرهان 2)، ولكنهما ينفصلان عن الطبقات المادية (الليار 1). وهذه الاختلافات ليست تعسفية؛ وهي مصممة بحيث تتطابق مع المتطلبات المتميزة للصناعة المتفرقة العالية السرعة مقابل الرصد البطيء والمأمون للعمليات.

المواصفات التقنية في غلانس

Parameter Profibus DP Profibus PA
Physical Layer RS-485 (differential twisted pair) MDP (Manchester Bus Powered), FISCO, or Entity model
Data Rate 9.6 kbps to 12 Mbps (typical 1.5 Mbps) 31.25 kbps (fixed)
Maximum Cable Length 100 m (at 12 Mbps) to 1200 m (at low speed) 1900 m (without repeater)
Devices per Segment 32 (up to 126 with repeaters) 32 (per segment, up to 126 with repeaters)
Power Supply Separate power cable to devices Digital + power over same two wires (bus-powered)
Intrinsic Safety Not inherently safe; galvanic isolation can be added Yes, designed for hazardous zones (Ex ia/ib)
Typical Applications Motor control centers, conveyors, packaging, robotics Valve positioners, pressure transmitters, flow meters

ويبرز الجدول الوارد أعلاه أهم أوجه التباين، ويعطي الموجز DP الأولوية للسرعة وتحديد المحددات اللازمة للمسح المنطقي السريع، في حين يعطي بروبس با الأولوية لسلامة الأجهزة الميدانية الموزعة في الجوات التي يحتمل أن تكون متفجرة وطولها.

الملاير الفيزيائية وكابلينج

Profibus DP: RS-485 with Fast Transceivers

ويستخدم برنامج " بروبوس " (PS-485) إشارة متفاوتة على كابل ملتوي مع اختراق خاص قدره 150 جهازاً فرعياً من طراز RS-485، ويسمح مقاومو التصفية (220 ساياً بين الخطين ألف وباء، بالإضافة إلى جهاز سحب/سحب من الخدمة لمدة 390 جهازاً أطول من كل جزء من أجزاء الجسم لتجنب حدوث زيادة في عدد الإشارات (400 متر مربع).

وتزود كل جهاز من أجهزة إدارة شؤون الإعلام بسلطات منفصلة على مدار الساعة، وذلك عن طريق كابل رباعي (إثنان للبيانات، واثنين من أجهزة السلطة) ويعني هذا الفصل أن فقدان القدرة على جهاز ما لا يؤثر على سلامة الاتصالات في الجزء، غير أنه يعني أيضاً أسلاك إضافية للأجهزة التي تتطلب الطاقة.

Profibus PA: MDP (Manchester Bus Powered)

ويستخدم هذا الفرع طبقة مادية من طراز MDP، محددة في IEC 61158-2، ويستخدم زينة مانشيستر (يستخدم كلا من الفولط والنسخة الحالية) وتكنولوجيا ذات سعرين حافلتين، ويحمل نفس الزوج البيانات والطاقة (حتى 30 في العاصمة، وهي محدودة في مجال السلامة الداخلية)، أما معدل البيانات الثابتة البالغ 31.25 كيلوباس فيت منخفض، ولكن هذا لا يتيح تشغيل كابل طويل (حتى 30 في العاصمة).

وبالنسبة للمناطق الخطرة، تعتمد السلطة الفلسطينية إما مفهوماً آمناً في الميدان أو نموذجاً في هيئة فيدبوس (IEC 60079-11) وتسمح المنظمة باستخدام ما لا يتجاوز 32 جهازاً في المنطقة صفر (أو المنطقة 1) مع وجود تيار محدود في الدائرة القصيرة، وعادة ما يكون السلك محمولاً، ويمكن أن تستخدم الأسلاك الأقصر في الأدوات الميدانية.

معدلات البيانات، وسلسلة الزمن، والنزعة التفريقية

ويدعم الرسم البياني DP معدلات العصي المتعددة التي يتم اختيارها عن طريق الكشف عن السيارات أو تشكيلها يدوياً، ويحدد وقت دورة حافلة من الحافلات التي تستخدمها إدارة شؤون الإعلام عدد العبيد، ومقدار بيانات المدخلات/النواتج لكل عبد، ومعدل القدّم، والعبد العادي الذي يضم 20 بوصة من بيانات الشبكة الدولية/العملية في 1.5 دورة من دورات إمبس في أقل من مترين، وهذه السرعة ضرورية للتحكم في السيارات في مواقع مغلقة، أو في أجهزة التركوب المركّة ذات السرعة العالية،

فبرنامج " بروبوس بي " ، الذي يحدده بـ 31.25 كيلو متر، هو أبطأ من السرعة العادية لإدارة الدعم، حيث يمكن لجزء واحد من السلطة الفلسطينية يلقي على 20 جهازاً يحتوي على 10 أجهزة من البطاقات أن يأخذ كل منها 50 إلى 100 متر في كل دورة، وهذا كاف تماماً لمتغيرات العمليات (مثلاً، يستكمل جهاز نقل الحرارة كل 100 إلى 500 متر)، ولكن ليس بالنسبة للضغطات التي تعمل بسرعة عالية السرعة.

ولتضييق الفجوة السريعة دون تعطيل أجزاء السلطة الفلسطينية، يعمل زوجان من إدارة شؤون الإعلام/الإدارة العامة كمدخل شفاف، ويرى مدير إدارة شؤون الإعلام أن الزوجين عبداً من نوع DP؛ ويدير الزوج الجانب من السلطة الفلسطينية بخطى متوازية، ويترجمان بين شكلي الحزمة.

إصدار شهادات المنطقة الخطرة والكهرباء

ومن بين أكثر المختلفين أهمية السلامة الأساسية، ولا توجد قدرة متأصلة في مجال منع الانفجارات، وإذا كان لا بد من وضع جهاز في المنطقة صفر (غاز) أو المنطقة 20 (الدوحة)، أو المتعهدين المجريين، أو الحواجز غير المادية، أو الحواجز الميدانية الآمنة، مما يزيد من التكلفة والتعقيد، ففي المنطقة 1، يمكن استخدام جهاز " إكس " (زيادة السلامة)، ولكن يجب حماية الكابل.

وعلى النقيض من ذلك، صُممت شركة فوربس بيسبول من الأرض من أجل السلامة الداخلية، حيث تُحدِّد هيئة الاستخبارات المالية الطاقة المخزنة في الكابلات والأجهزة الموصلات/الموصلات إلى مستويات لا يمكن أن تشعل جواً قابلاً للاشتعال، حتى في ظل ظروف خاطئة، ويمكن تركيب جهاز من أجهزة السلطة الفلسطينية المعتمدة في المنطقة صفر دون وجود حواجز إضافية، وتقتصر طاقة الحافلات على ما يتراوح بين 2 و4 و4 و4 و2 و4 لكل جهاز.

ومن مزايا السلطة الفلسطينية الأخرى استخدام سلك واحد لكل من الطاقة والبيانات، مما يقلل من مواد التركيب ومن تعقيدات صندوق التمزيق، وفي النباتات الكيميائية التي تكون فيها الصنبور، والصين، واللوحة ووفرة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى وفورات كبيرة في التكاليف.

موجزات الأجهزة وإمكانية التشغيل المتبادل

(ب) يستخدم كلا الفينوسين DP و PA ملفات إدارة المبيدات (وصف المحطة العامة) لوصف البارامترات والقدرات الخاصة بالأجهزة، غير أن أجهزة السلطة الفلسطينية عادة ما تتقيد بملامح آلية العمليات (الموجز الخاص بالجهاز)، الذي يوحد معايير مثل نوع الأجهزة، ونطاقات القياس، وبيانات التشخيص، وعلى سبيل المثال، فإن جهاز إرسال الضغط من السلطة الفلسطينية من أي جهة تصنيع سيكشف نفس المتغيرات القياسية (مثلاً، هيكل البرمجيات، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، ودرجة المقاييس، ورقم قياسية).

كما أن أجهزة إدارة البرامجيات لديها ملفات من نوع الجنس، ولكن مجموعة من الملامح أكبر (مثلاً، ملامح السيارات السريعة المتغيرة، وموجزات البيانات، وخلاصة القيمة) والقابلية للتشغيل المتبادل جيدة، ولكن ليست موحدة كما في السلطة الفلسطينية بسبب التنوع الأوسع لأجهزة التشغيل الآلي في المصنع، فعلى سبيل المثال، قد تؤدي قرصان مختلفان من أجهزة إدارة الدعم المركزية وظائف مختلفة، وتتطلب هندسة دقيقة.

الشبكة المعنية بالأصول والتكامل

وتستخدم شبكة نموذجية من طراز " ديلور " (Disy-chain) أو من طراز شاحنات الصنادل وأجهزة التفريغ في نهاية الصندوق، وتسمح أجهزة الترميم بقسم الشبكة إلى أجزاء معزولة، وكل منها 32 جهازا، وكثيرا ما تكون وسائل الإعلام المادية سلكاً من سلك البروفات، مع وجود اختلالات مميزة قوامها 150 جهازاً، ووصلات مع الإنهاء المبنى.

وتُعرض شبكات برنامج " بروبوس " (Pa) على الدوام تقريباً كحصانة شجرة أو جذعية وزبنفسجية، ويجلس الزوجان في منطقة آمنة (مثل غرفة التحكم أو صندوق ربط) وتُستخدم سلك الصرافة في صندوق توزيع ميداني، يُدمج منه (حتى 120 متراً لكل منهما، تبعاً لعدد الأجهزة) ويربط بين فرادى الأدوات.

وبالنسبة للمنشآت الكبيرة، يمكن لمدير إدارة شؤون الإعلام أن يدير قطاعات متعددة من السلطة الفلسطينية عن طريق عدة أزواج، يعمل كل منهم كعبد مستقل من إدارة شؤون الإعلام، وهذا الهيكل الهرمي هو المثالي لنظم مراقبة العمليات الموزعة حيث تُتفرق الأدوات الميدانية على مسافات كبيرة (مثل مصفاة النفط أو مصنع صيدلاني).

أمثلة على التطبيق

Factory Automation with Profibus DP

  • Automotive assembly line:] Welding Robs, conveyor drives, and pressure sensors each polled in a 10 ms cycle. A DP master (Siemens S7-1500) communicates with 120 slaves over three DP segments, achieving 5% bus load.
  • Packaging machine:] Servo drives for film unwinding, cutting, and sealing. High-speed IO (digital inputs from photoelectric sensors) need deterministic response under 2 ms. Profibus DP at 12 Mbps with short cables (15 m) achieves this.

عملية التشغيل الآلي مع شركة Profibus PA

  • Chemical reactor monitoring:] 30 pressure and temperature transmitters, two valve positioners, and one pH analyzer in Zone 1 hazardous area. A single Profibus PA segment, 800 m box, powered by a coupler in the central control room. Data refresh every 200 msufficient for PID cycle stability.
  • Oil " gas wellhead control:] Remote terminal units (RTUs) connected via DP/PA couplers, with PA devices at each wellhead (flow meters, choke valves). The long cable runs (up to 1.9 km) eliminate the need for medium I/O marshalling cabinets.

اعتبارات التكاليف

(البراميل، الموصلات، بطاقات الوصلة) أقل تكلفةً عموماً لكل عقد من بريطانيا، جزئياً لأن جهاز إرسال RS-485 أبسط ولا حاجة إلى شهادة أمان أساسية للحافلة، ولكن بالنسبة للمناطق الخطرة، يمكن لإدارة الحماية أن تصبح أكثر تكلفة عندما تعزل الحواجز أو الضيوف الخارجية، كما أن تصميم السلطة الفلسطينية المزودة بالحافلات يزيل الحاجة إلى حلقات منفصلة من الطاقة الكهربائية.

وبالنسبة لطابق نظيف وغير خطر من المصانع التي لها أجهزة سريعة كثيرة، فإن إدارة شؤون الإعلام فعالة من حيث التكلفة بالنسبة لمصنع عمليات واسع النطاق مع العديد من الأجهزة الميدانية البطيئة والمأمونة في جوهرها والمنتشرة على مسافات طويلة، تقدم السلطة الفلسطينية تكلفة أقل من مجموع التكاليف التي تم تركيبها.

الهجرة والقابلية للمقارنة

وهناك العديد من المنشآت الموجودة التي توجد بها منشآت تابعة للبروفيوس PPPP PAB والتي يجب إدماجها في نظم الرقابة الحديثة، ونظرا لأن البروفوس ليس باليا، فإن أجهزة التحكم الجديدة (مثل شركة سيمنز تي إي إي إيه إيه إيه، وشركة روكويل بلانشوكس، وشركة AB 800xA) لا تزال تدعم إدارة شؤون الإعلام وشركة PAB عن طريق وحدات الوصل الملائمة، إلا أن بعض البائعين ينتقلون إلى بروتوكولات مقرها برنامج " بروفيروس " ، مثل " بروفيت أو " أو " إيثريرس " ، أو " ، أو " Ethernet " ، أو " ، أو " EPANISHPS، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو " ، أو "

وكثيرا ما تختار مشاريع غرينفيلد برنامج " بروفينيت " للخلف وتستخدم السلطة الفلسطينية من خلال بوابة " بروفينيت " إلى " PA " ، ولكن المشروع المباشر DP/PA لا يزال حلا صالحا ومثبتا، ولا سيما في المناطق التي تكون فيها الخبرة القديمة قوية.

معايير الاختيار: إدارة الشؤون السياسية ضد السلطة الفلسطينية

  1. Environment:] Is the tool in a hazardous area (Zone 0/1/2)? If yes, PA is the natural choice.
  2. Data speed requirement:] Is the tool require cycle times under 10 ms? DP is mandatory. For process variables (PID cycles, monitoring), PA’s 31.25 kbps is sufficient.
  3. Distance:] Are devices spread over hundreds of meters or kilometers? PA supports longer segments without repeaters.
  4. Power availability:] Can the field instrument be two-wire bus-powered, or does it require separate 24 V DC? PA devices are typically bus-powered; many DP devices need separate power.
  5. Installed base:] If the plant already uses Profibus DP on the control layer and needs to add process devices, added a PA segment via a coupler is seamless. If starting fromnch, evaluate whether PROFINET PA might be a future-proof alternative.

خاتمة

إن الرسم البياني DP و Profibus PA هما وجهان لعملة واحدة، وكل منهما يفضى إلى تضاريسه الصناعية، و DP excels in speed, determinism, and cost for factory autot; PA excels in safety, distance, and simplicity for process autoop, ويمكنهما أن يتعايشا معاً عن طريق الأزواج، مما يتيح لنظام مراقبة واحد لإدارة آلات الاختيار العالية السرعة، وبطء سير العمليات.

For further reading, refer to the official Profibus documentation at Profibus International] and the IEC 61158 standard. Additional guidelines on FISCO can be found in the ] FieldComm Group FISCO page .