הבנה של פרופיל העבדים פרופ'יבוס הגדרות TERR

מבוא

פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא אחד הפרוטוקולים הממוסדים והמפוזרים ביותר באוטומציה תעשייתית.פיתוח בסוף שנות ה-80 על ידי קונסורציום של יצרנים גרמניים ומאוחר יותר סטנדרטי כמו IEC 61158 ו- IEC 61784, פרופ'יבוס מאפשר תקשורת אמינה, חקונית בין בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs), מערכות בקרה מבוזרות (DC), חיישנים מהירים, ומכשירים אחרים, חיישנים (תהליך מריצים) ומכשירים מתקדמים (מערכת אבטחה (R) ומכשירים מתקדמים (R) ומכשירים מתקדמים (מערכת בקרה (מערכת אבטחה (DEM) ומכשירים מתקדמים (R) ומכשירים מתקדמים ל-R) , 2.

ברשת טיפוסית של פרופ'יבוס, מכשירים מיועדים למאסטרים או לעבדים.המאסטר – לעתים קרובות PLC או בקר DCS – יוזמים ולשלוט על חילופי הנתונים.מכשירי העבד מגיבים רק כאשר מתייחסים אליהם באמצעות המאסטר.תקני עבדים משותפים כוללים מודולים מרוחקים I/O, כוננים בתדרים משתנים, משחתים מצעים שסתום, משדרי טמפרטורה וחיישנים ראויים להגדרת עבדים אלה היא חיונית לקביעת תקשורת חופשית, המבטיחה, הבטחת נתונים תזמון, והשגת מערכות תזמון תעשייתיות.

מאמר זה מספק מדריך מקיף לתצורה של מכשיר העבודה פרופ'יבוס והגדרות פרמטרים.זה מכסה את המושגים הבסיסיים, הפרמטרים הספציפיים שיש להגדיר, הכלים והשיטות המשמשות, מלכודות נפוצות, ושיטות הטובות ביותר לאמינות ארוכת טווח. עד סוף תהיה לך הבנה מוצקה של איך להגדיר כראוי ולשמור על מכשירי עבד פרופ'יבוס ברשת האוטומציה שלך.

פרופ'נביבוס Network Fundamentals

אדריכלות Master-Slave

פרופ'יבוס DP משתמש במודל תקשורתי של מאסטר-עבד בלבד.אמן יחיד (או מאסטרים מרובים בתצורה רב-מאסטרית) שולט במחזור הסגנית-הקיפה של המאסטר שולח מסגרת בקשה המכילה את כתובת היעד ופקד, ואת תשובות העבד הנטופות בתוך חלון זמן מוגדר מראש.עבדים לעולם לא יוזמים תקשורת; הם רק מגיבים כאשר הם מבצעים את ההתנהגות האידיאלית של פרופ'יבוס עבור יישומים קריטיים בזמן קריטיים כגון סריקה / במהירות גבוהה / IO.

Topology and Communication Media

רשתות פרופ'יבוס משתמשות בטופולוגיה אוטובוס עם כבל נחושת מעוות (RS-485) עבור DP ו- MBP (Manchester Bus Powered) עבור הרש"פ.אורך המרבי תלוי בקצב ה-Bud - ב-12 Mbps אורך הכבלים מוגבל ל -100 מטרים, בעוד שב- 93.75 kbps הוא יכול להרחיב ל-1200 מטרים.

סוגי התקנים עבדים

ניתן לסווג את מכשירי העבד של פרופ'יבוס על ידי פונקציה:

• (ב) ויקרא חיישנים ופלט (ב)
• (ב) [15] ,0) ,א"מ (א) ,ב"ה) , כרך 1 (ב) , כרך 4-20 מ'א, 0-10 V, או אותות אנלוגיים אחרים.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ויקרא י"א: ויקרא כ"ד) ו[[1924]]]]
• (ב) ,0) יחידות מסוף (RTUs)IRLT:1 - נתוני שדה מצטברים במקומות מרוחקים.
• (ב) ויקרא י"א): "הראוי" (ב) ו"ה' (ב"ב)" (ב"ב)

לכל סוג של מכשיר יש קובץ GSD ספציפי (תיאור התחנה הכללית) המגדיר את יכולות התקשורת שלו, נתמכת שערי הבאוד, מודולים זמינים ופרמטרים הניתנים להגדרה.

פרדוקסים מרכזיים לעבדים של פרופ'בוס

כתובת התקן (Station address)

כל עבד ברשת פרופ'יבוס חייב להיות כתובת תחנה ייחודית בטווח 0-126 (0 שמורה עבור מאסטר, 126 לשידור) הכתובת נקבעת בדרך כלל באמצעות מתגי DIP, knobs רוטארי, או פרמטרים תוכנה. כתובות Duplicate לגרום תקלות אוטובוס ואובדן תקשורת.עבור רשתות עם יותר מ-32 מכשירים, חזרות ופערים נוספים נדרשים; הכתובת חייבת לעקוב אחר קטע האוטובוסים הפיזי.

עקבו אחרי

שיעור הבאוד קובע את מהירות העברת הנתונים.שיעורים התומכים כוללים 9.6 kbps, 19.2 kbps, 93.75 kbps, 187.5 kbps, 500 kbps, 1.5 Mbps, 3 Mbps, 6.2 kbps, ו 12 Mbps. כל המכשירים על קטע אוטובוס חייב להשתמש באותה קצב baud גבוה יותר להפחית את התגובה אבל אורך התצורה של ה-אורד הוא בדרך כלל צורך פרמטרים אופטימלית ה פרמטרים.

אורך הנתונים והמודולים

כל מכשיר עבדים מחליף מספר קבוע של קלט ופלט עם המאסטר.לדוגמה, מודול קלט דיגיטלי של 16 ערוצים עשוי לשלוח 2 סנטימטר של נתוני קלט.קובץ GSD מפרט את המודולים הזמינים ואת אורך הנתונים שלהם. במהלך תצורה (למשל, ב-Sense TIA פורטל או שלב 7), המודולים של המשתמש שהם נוכחים וסדר שלהם.

Parameter Sets (User-Defined Parameters)

מעבר ליחס בסיסי ולאורך הנתונים, עבדים רבים של פרופ'יבוס מקבלים פרמטרים מוגדרים למשתמש, אשר מתאימים התנהגות של מכשירים.

• (ב) ויקרא יא"ד: "הזמן המרבי" (ב) הוא זמן רב יותר, עד שהעבד ממתין לבקשה של המאסטר לפני שהוא מציין טעות.
• (ב) ויקרא י"ד: "ה' א'" (ב)
• (ב) [ה]ה']: [ה], מה שהעבדים עושים כאשר התקשורת עם המאסטר אבדה (למשל, להחזיק במדינה האחרונה, ללכת למצב בטוח).
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) הפרעה דיגנוסטית מאפשרת ל- 1 בינואר – אם העבד יכול לשלוח אזעקה לאדינולוגית למאסטר.

פרמטרים אלה נשלחים על ידי המאסטר במהלך שלב הסטארט-אפ (עם מה שמכונה "טלגרם פרמטר"), הגדרה נכונה של ערכים אלה מבטיחה שהמכשיר פועל כפי המיועד בתוך היישום.

תהליך השיקום צעד צעד צעד

שלב 1: קבלת קובץ GSD

הצעד הראשון בהגדרה של כל עבד פרופ'בוס מקבל את הקובץ הנכון GSD מהיצרן המכשיר.קובץ GSD הוא קובץ טקסט ASCII (עם הרחבה .gsd) המתאר את יכולות המכשיר.הוא מכיל את שם המוכר, מזהה המכשיר, תומך תעריפים baud, מודולים ותיאורים פרמטרים.קובץ GSD מיובא לתוך כלי ההנדסה (למשל, SimFSD) , אופטימיזציה של קבצים , CPTS, , ® ® , ® ® , , , ® ® ® ® ® ® ® ® ® ®TBBFSD , , ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ® ®TBBFSD ® ® ® ® ® ® ® ® ® , ® ® , ® ® ® ® ® ®TLTEROST ® ® ® ® ®TLTEROST ®TLTERC.

שלב 2: להבין את המאסטר

בתוך הכלי ההנדסה, עליך להגדיר תחילה את מודול המאסטר של פרופ'יבוס (למשל, CP 571-1 או ממשק על לוח DP על PU סימנס) להגדיר את קצב ה baud של המאסטר, כתובת (בדרך כלל 1 או 2), ופרמטרי אוטובוס כמו זמן סיבוב היעד וזמן חריץ. פרמטרים אלה משפיעים על התזמון של הרשת כולה.

שלב 3: הוספת מכשירי עבדים לאוטובוס

לאחר תצורת המאסטר, אתה מוסיף מכשירי עבדים על ידי בחירתם מקטלוג GSD מיובא.עבור כל עבד שאתה:

• כזכור כתובת תחנה ייחודית (למשל, 3, 4, 5).
• בחר את המודולים (אם המכשיר הוא מודולרי) התואמים לחומרה הפיזית.לדוגמה, עבור תחנת I/O מרחוק עם שני כרטיסי קלט של 8 ערוצים וכרטיס פלט של 8 ערוצים אחד, אתה מוסיף שלושה מודולים בסדר הנכון.
• Define the פרמטר קובע (כלב שעונים, זמני סינון וכו ') במידת הצורך.
• הגדר את קצב הבדו (חייב להתאים את המאסטר).

שלב 4: חתימה על המאסטר השני (אופציונלי)

בתצורה רב-מאסטרית, ניתן להוסיף מאסטר שני (למשל, עבור HMI או גישה לתכנות) הכלי יטפל ב- token-passing באופן אוטומטי, אך הקצאת כתובת זהירה נדרשת כדי למנוע קונפליקטים.

שלב 5: יצירת אוטובוס קונפדרציה

כלי ההנדסה מאגד את התצורה לקובץ תצורה חומרה ההורדה לסטארט-אפ המאסטר. Upon, המאסטר מבצע שלב פרמטריזציה: הוא שולח את הפרמטרים המוגדרים GSD לכל עבד, בודק את תגובתם, ולאחר מכן ממשיך להחליף נתונים מחזוריים.אם עבד אינו מגיב או מחזיר שגיאה, המאסטר בדרך כלל עוצר את האוטובוס ומדווח שגיאה.

שלב 6: נציבות ובדיקה

לאחר ההורדה, כל עבד חייב להיות מחובר פיזית לאוטובוס. השתמש בכלי אוטובוס או אבחון (למשל, PROFIBUS Tester מ Procentec או את היכולות האבחון של פורטל TIA) כדי לוודא שכל העבדים נמצאים במצב "חילופי נתונים". Monitor האוטובוס לשגיאות, סלילות, ותזמון.

הגדרות פרמטר במפורט

כתובת התחנה

הגדר את הכתובת לפני חיבור המכשיר לרשת.מכשירים רבים יש בלוק מתג DIP; אחרים דורשים כלי תוכנה באמצעות ממשק USB או סדרתי.תמיד מתעד את הכתובת ולהיייג את המכשיר פיזית.אם התקן מוחלף, המכשיר החדש חייב להיות מוגדר לאותו הכתובת (או עליך לעדכן את התצורה של המאסטר).

עקבו אחרי

עבדים מודרניים יכולים לעתים קרובות להפחית את קצב הבשור.עם זאת, עבור אמינות מקסימלית, לקבוע את שיעור ה baud במפורש.קצב ה baud חייב להיות עקבי על פני כל המכשירים על המגזר.הקצב הנבחר צריך איזון מהירות ואורך כבל; עבור רצפות מפעל ארוך, 1.5bps הוא פשרה נפוצה.

ערכים של Watchdog and Timeout Values

זמן השמירה הוא פרמטר קריטי.זה מגדיר כמה זמן העבד מחכה לבקשה חדשה לפני השלמת תקשורת זו אבדה.ערכים אופייניים נע בין 100 מ"ס לכמה שניות.אם נקבע קצר מדי, העבד יכול להיכנס באופן שגוי למצב בטוח במהלך עצירה רגילה באוטובוס (למשל, כאשר המאסטר עסוק במשימות אחרות).

התנהגות מחוץ ל תקשורת אובדן

רוב העבדים של פרופ'יבוס יכולים להיות מוגדרים כדי להחזיק את ערכי התפוקה האחרונים או הכוח כדי לקבוע מראש מצבים בטוחים.ליישומים קריטיים של בטיחות (למשל, שמירה על מכונה, שסתום תהליכים), מה שמחייב מצב לא בטוח (למשל, כבוי) הוא חובה.עבור I/O ביקורתי לא ביקורתי, החזקת המדינה האחרונה עשויה למנוע ניתוקות של קצב ידני עבור שם הפרמטר (לעתים קרובות "תגובה בטוחה" או "מצב בטוח").

אינטרפונקטים וידויי אזעקה

עבדים פרופ'יבוס יכולים ליצור מסרים אבחון (למשל, הפסקות חוט, מעגל קצר, כישלונ מודול) המאסטר יכול להיות מוגדר לקבל אלה כמו להפריע או לבדוק אותם באופן מחזורי. Enabling משפר את זמן התגובה אבל מגביר עומס המאסטר CPU. עבור רשתות גדולות, לעתים קרובות יותר טוב יש את אבחון האב בקצב איטי יותר.

מלכודות קונפדרציה נפוצות וכיצד להימנע

כתובת:

הסיבה השכיחה ביותר לכשל תקשורת באוטובוס.תמיד לאמת כתובות לפני ההתקנה. השתמש בכלי אבחון אוטובוס לסרוק את הרשת ואת רשימת התחנות הפעילות. אדונים רבים מספקים גם רשימה של תחנות צפויות לעומת תחנות בפועל.

פקודת מודול לא נכונה

בעבדים מודולריים (למשל, סימנס ET 200S, WAGO 750 סדרה), סדר המודולים בתצורה חייב להתאים את הסדר הפיזי.S. Swapping אנלוגי ומודולים דיגיטליים יגרום לשחיתות של נתונים.חלק מקבצי GSD יאפשרו למודולים לתקן מחדש, אך בטוח יותר לעקוב אחר הפריסה הפיזית.

המונחים: rate Mismatch

אם עבד אחד מוגדר ל-12 Mbps והיתר ל-1.5 Mbps, הרשת לא תפעל. השתמש בתעריף הצצה עקבי על פני כל המכשירים.אם נדרשת רשת של רשתות מעורבות (ר'), עליך להשתמש גשרים או שערות.

מחיקה חסרת או לא נכונה

סיום אימפולסיבי מוביל להשתקפות אותות וטעויות לסירוגין.תמיד לסיים את שני הקצוות הרחוקים ביותר של האוטובוס עם 220 ⁇ מתנגדים (ל-5 V) ולהבטיח שהאוטובוס מוטבע רק בנקודה אחת.

שימוש ב-GSD File Version

יצרנים מעדכנים את קבצי GSD לתקן באגים או להוסיף תכונות.שימוש בקובץ GSD הישן עשוי לגרום לפרמטרים לא זמינים או אורכו של נתונים שלא תואמים.תמיד להוריד את קובץ ה-GSD העדכני ביותר מאתר התמיכה של היצרן.עבור למכשירי סימנס, לראות את ה-FLT:0Siemens Industry Online Supportof1.

אוטובוס עמוס (יותר מדי עבדים או זמן ארוך)

כל מאסטר יכול להתמודד עם מספר מוגבל של עבדים ואורך נתונים מקסימלי.אם זמן סיבוב היעד עולה על דרישות המערכת, להפחית את מספר העבדים או להשתמש בתעריף גבוה יותר.עבור רשתות עם יותר מ-32 מכשירים, להשתמש חוזר כדי ליצור מספר רב של פלחות.

שיטות עבודה טובות לארוך-הטווח

כל מסמך

שמור על מפת רשת המציגה כתובות מכשיר, שיעורי הבשור, משימות חריץ / בינוני, ו פרמטר קובע. Include את גרסת קובץ GSD עבור כל מכשיר. תיעוד זה הוא יקר ערך בעת פתרון בעיות או החלפת מכשירים שנים מאוחר יותר.

השתמש בכבלים מועדפים ומחברים

פרופ'יבוס DP דורש עכבות כבל ספציפיות (150 ⁇ ) ו- capacitance. השתמש רק כבלים מוסמך פרופ'יבוס ו- D-sub מחברים עם סיום משולב והזנת קו אוטובוס. להימנע מtails ו splices לא מזוהים.

בדוק באופן קבוע את בריאות האוטובוסים

יישום אבחון אוטובוס בתכנית PLC שלך (למשל, לבדוק את רשימת מעמד עבד של המאסטר) עבור ניגודים, מסגרות שגיאה, ו טיפות תחנה.חשב באמצעות צג קבוע כמו FLT:0 Procentec פרופ'יטרמנטFraceFLT:1 עבור רשתות גדולות.

עדכון תוכן ו-GSD Files

כאשר מכשיר עבדים מוחלף, ודא כי המכשיר החדש יש את אותה גרסה קושחה או תואמת.בדוק את הערות השחרור של היצרן עבור שינויים פרמטרים.

ביצוע סימום אוטובוס לפני הנציבות

ברשתות מורכבות, השתמש סימולטור אוטובוס (למשל, Softing PROFIBUS Simulator) כדי לבדוק את התצורה המאסטרית לא מקוון.זה יכול לתפוס שגיאות סדר מודול לפני חיבור חומרה אמיתית, לחסוך זמן למטה.

בעיות נפוצות

"אין עקורים"

אם המאסטר לא יכול למצוא עבד מוגדר, לבדוק את הדברים הבאים: חיבור פיזי (plug, כבל, סיום), הגדרת כתובת עבדים (מתגים DIP או תוכנה), טיהור אוטומטי, ואם העבד מופעל על. השתמש בודק אוטובוס חסוע או bu אבחון של המאסטר כדי לראות את קוד השגיאה האחרון.

"Configuration Fault" לאחר פרדוקסיזציה

טעות זו מעידה כי העבד דחה את הפרמטר טלגרם. Common גורם: ספירת מודול לא נכונה, אורך נתונים לא תואמים, או ערך פרמטר בלתי מתקבל על הדעת (למשל, כלב השמירה נמוך מדי) עיין בתיק GSD של העבד למגוון פרמטרים תקפים ולהבטיח את התצורה בדיוק מתאים לחומרה הפיזית.

אובדן תקשורת לסירוגין

בדרך כלל בשל איכות כבל ירודה, מפטרון חסר, או אורך רשת מופרז עבור קצב הבשור. השתמש מנתח אוטובוס כדי למדוד את היושרה האות (דיאגרמת העין) ואת רמות הרעש. Retermination וייבוש תקין לעתים קרובות לפתור בעיות אלה.

טעויות נתונים (CRC, Parity)

אם המאסטר מדווח שגיאות CRC, איכות החשמל של האוטובוס היא כנראה עניה.בדוק עבור מחברים רופפים, כבל פגוע או הפרעה מכבלי חשמל. Enabling מגינה ומפרידה כבלים פרופ'בוס מקווי מתח גבוה הוא חיוני.

מסקנה

הקונפדינג התקנים עבד פרופ'יבוס נכון הוא מיומנות בסיסית עבור כל מהנדס אוטומציה תעשייתי.התהליך כרוך הבנה של קובץ GSD, הגדרת כתובות ייחודיות והתאמה של שערי הבזה, בחירת המודולים הנכונים, והתאמה של פרמטרים כגון שעונים של שעון כלבים והתנהגויות לא בטוחות. על ידי ביצוע זרימת עבודה תצורה מובנה ודבקות שיטות הטובות ביותר עבור תיעוד, קנונית, אבחון, אבחון, אתה יכול להבטיח מזער יציב ולהפחית את הפרודוקטיביות כי הוא מגביל את הפרודוקטיביות יציב.

בעוד פרופ'יבוס ממשיך לשמש באינספור מורשת ומתקנים חדשים (מלבד יורשו פרופ'ינט), הידע של תצורה של עבדים נאותה נשאר רלוונטי מאוד.תמיד מתייחס לתיעוד הרשמי של פרופ'בוס אינטרנשיונל (כיום חלק מ- PI) ואת יצרני המכשיר שלך עבור המפרטים הנוכחיים ביותר.עם תכנון קפדני ותשומת לב לפרטים, אתה יכול להשיג תקשורת אמינה שעומדת בדרישות של אוטומציה תעשייתית מודרנית.