מבוא לפרופ'יבוס ותפקיד סוגי הנתונים

פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא אחד הפרוטוקולים התקשורתיים המוערכים ביותר באוטומציה תעשייתית, חיבור מכשירים שדה כגון חיישנים, אקטוטורים, כוננים, ובקרי לוגיקה (PLCs) על פני הייצור והתהליכים.אימוץ הנרחב שלה הוא בשל התנהגותו הדארקטיבית, טיפול בשגיאות חזק, ותמיכה בתהליך מהיר וקבוע, עם זאת, של כל רשת שהיא מייצגת באופן ביקורתי, כיצד משתמשים בנתונים אלה, תלוי, ובאופן קריטי, כאשר פרופ' הוא נמצא בשימוש.

סוגי נתונים מגדירים את התבנית, הגודל והקידוד של מידע החלף באוטובוס.מדת טמפרטורה, מנוע מתחיל פקודה, או קוד אזעקה כל אחד דורש סוג נתונים מסוים כדי להבטיח כי השולח והמקבל מבינים את הערך בדיוק אותו אופן. Misalignment בפרשנות מסוג הנתונים יכול להוביל קריאה מושחתת, בקרה על שגיאות לוגיקה, או אפילו נזק ציוד זה מספק סקירה מקיפה, טכנית, מבוססת של שיטות הפעלה ופתרון, שיטות עבודה, כדי למצוא תובנות יעילות, ותוכנות אבטחה, ותוכנות אבטחה, ותוכנות אבטחה, כדי לפתור בעיות אבטחה, ותוכנות אבטחה, שיטות עבודה.

סקירה של Profibus Data Types

פרופ'יבוס, כפי שנקבע על ידי תקן IEC 61158 ו- IEC 61784, תומך קבוצה מובנת של סוגי נתונים התואמים את הספקטרום המלא של אותות אוטומציה - ממדינות בינאריות פשוטות ועד מדידות צף מורכבות ומידע אבחון מובנה.סוגי הנתונים מוגדרים באופן רשמי במפרט פרופ'יבוס והם עקביים על פני שני הגרסאות העיקריות שלה: פרופ'אבבוס-DP (המרכז) להליך מהיר) לאוטומציה גבוהה (מתקני אוטומציה בטוחה) ואוטומציה גבוהה (כלומר, באוטומציה).

סוגי נתונים בסיסיים

בולי (Binary)

סוג הנתונים של Boolean מייצג מעט מידע אחד: FLT:0.01.1FLT:1 או FLT:2 (FALSE (0)FLT 3: ב Profibus, Booleans ממופים בדרך כלל לקצת הפחות משמעותי של ע"י טיס, אבל הם יכולים גם להיות ארוזים לתוך שדות מרובים-bit בתוך מילה או מילה כפולה, משתמשים בקלט דיגיטלי (למשל, כגון: clotualcontto-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to-to).

Integer (8, 16, 32 סיביות)

Integers לשאת ערכי מספר שלמים ומגיעים בשלושה רוחב משותף:

  • (FLT:0)8-bit Integer (1 Byte)cioFLT:1 - טווח 0 עד 255 (לא חתום) או 128 ל +127 (החתום) משמש לעתים קרובות עבור ניגודים קטנים, קודים של מעמד המכשיר, או נבחרי פיקוד.
  • (FLT:016-bit Integer (2 Bytes) ,IRLT:1 - טווח 0 ל 65,535 (לא חתום) או -32,768 ל +32,767 (החתום) זהו הסוג הנפוץ ביותר ב- Profibus-DP עבור קלטות אנלוגיות בקנה מידה ליחידות הנדסיות, נקודות מהירות, משוב.
  • (FLT:032-bit Integer (4 ע"י) אנדרל 1 - טווח ±2.14×109. המשמש לערכים מצטברים (למשל זרימה כוללת), קודים ברזולוציה גבוהה, או חותמות זמן.

Integer ⁇ עוקב אחר ה-FLT:0 (endiantureFLT:1) צו ע"י te (התוצאה המשמעותית הראשונה) כברירת מחדל ב- Profibus, אם כי כמה פרופילים של מכשירים עשויים לציין גדול-endian.מהנדסים חייבים לאמת את ההזמנה ב- GSD של המכשיר (תיאור כללי) קובץ כדי להימנע מסימנים ושגיאות מדרגות.

נקודת תצפית (IEEE 754)

עבור משתנים תהליך מתמשך הדורשים דיוק חלקי - כגון טמפרטורה, לחץ, pH או קצב זרימה - פרופ'יבוס משתמש בתבנית נקודה 754 יחיד-precision (32-bit) נקודה צף.סוג זה מספק בערך 7 ספרות דימית של דיוק עם טווח של על ±3.4x1038.במכשירים רבים של פרופ'בוס-PA, ערכים צפים מועברים ישירות הנדסה (למשל, תצורה ליניארית, עם מידה מסוימת של שימוש בדרגה).

דמויות (Octet Strings)

מיתרי אופי, או ליתר דיוק מחרוזת, להעביר נתונים טקסטואליים כגון שמות מכשירים, גרסאות קושחה, הודעות אבחון או סיסמאות. ב Profibus, מיתרים מוגדרים בדרך כלל עם אורך קבוע (למשל, 16, 32, או 64 אינץ ') וקודד ב ASCII או ISO59-1.

סוגים נוספים של פרופ'יבוס-DP ו- Profibus-PA

מעבר לארבעת הסוגים הבסיסיים, פרופ'יבוס מגדיר מספר סוגי נתונים מיוחדים כדי לענות על צרכי אוטומציה מתקדמים:

  • (FLT:0)Date and Time (7tes)FirLT:1) - שילוב שנה, חודש, יום, שעה, דקה, שנייה, ו- מילימטרית השנייה, המשמש להורדת אירועים, זמני התחלה, או אזעקה בזמן.הפורמט עוקב אחר פרופיל פרופ'יבוס המוגדר ב- IEC 611-5.
  • (FLT:0)Bit String (1, 2, או 4 Bytesua) 1 - מערך מלא של דגלים עצמאיים, שבו לכל חלק יש משמעות ייחודית.
  • (FLT:0) חומרים נתונים (Recordss)FLT) 1 - משימות אוטומציה מורכבות לעתים קרובות דורשות קבוצה של מספר פריטים נתונים יחד, למשל, אובייקט כונן המכיל נקודת מפנה מהירות (float), האצה (integer), ומילה בקרה (Sbit Str) פרופ'יבוס מאפשר תיעוד מבוסס מזל כי מספר סוגי נתונים לתוך גישה מחזורית או מחזורית אחת.
  • (FLT:0) Byte ArrayFLT:1 - רצף גולמי של עציצים ללא פרשנות, המשמש לעדכוני קושחה, הרחבות פרוטוקולים מותאמים אישית, או נתונים אשר מאוחר יותר מפורשים על ידי שכבת היישום.

סוג נתונים ממפה לפרופילים

כדי להבטיח את יכולת ההתערבות, פרופילי התקנים של פרופ'יבוס (למשל, PROFIdrive עבור כוננים, פרופיל הרש"פ עבור מכשירים תהליך) לרשום בדיוק אילו סוגי נתונים יש להשתמש עבור פרמטרים ספציפיים.לדוגמה, נקודת מהירות PROFIdrive סטנדרטית כמו 32 סיביות IEEE 754 נקודה צף, בעוד משדר טמפרטורה של הרש"פ משתמש במבנה 8-B-B-B-T (במצב +te על ידי , כאשר מהנדסיפטפטפטפט, צריך לדחות את סוג זה יכול להיות מתואם של נתונים ספציפי של בקר - כדי לדחות את ה-ה-הת תאים ספציפיים של תואמים את ה-ה, כגון תואמים את סוג של בקר - cc-ה-ה-ה-הת תקן כדי לדחות את ה-ה-הת תקן של בקר - cc-הת תקן של cc-ה-הת תקן של בקר - כדי לדחות את סוג זה יכול להיות מתאים כדי לדחות את סוג של בקר - דרוג טמפרטורה של בקר - סוג של בקר - כדי לדחות את ה-ידי שימוש ב-הת תקן של מצופה של שימוש ב-הת תקן של cc-התאמת cc-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-ידי שימוש ב-

יישום של סוגי נתונים של פרופ'יבוס במשימות אוטומציה

בחירת סוג הנתונים הנכון אינה רק פורמליות טכנית; היא משפיעה ישירות על דיוק המערכת, זמן התגובה, ותחזוקתיות. סעיף זה בוחן כיצד סוגי נתונים משפיעים על תרחישים אוטומציה משותפים.

אנליזה נגד נתונים דיגיטליים Handling

אותות דיגיטליים (on/off, Open/ Closed) המפה באופן טבעי ל-FLT:0)BooleanveFLT:1 סוגי נתונים.שימוש ב-Booleaner יחיד במקום ב- 16 סיביות ב-PLC, מקטין את תנועת האוטובוסים וסימולציות לוגיקה.עם זאת, חלק מהמכשירים המורשתיים עדיין עשויים לארוז מספר רב של בוטים ל-One Byte יחיד, הדורשים מעט מאוד ב-PLC.

אותות Analog, כגון 4-20 mA לולאה מומר לדיגיטל, ניתן להעביר כ 16 סיביות Integers (רבוב A / D ספירה) או כמו 32 סיביות צף יחידות הנדסה.הבחירה תלויה ביכולת העיבוד של הבקר ואת הדיוק הנדרש. Float מבטלת את הצורך משוואות מדרג אבל משתמשת יותר רוחב פס.

המונחים: frac

כאשר מודדים כמות פיזית, מהנדסים חייבים להבטיח כי סוג הנתונים הנבחר יכול לייצג את הטווח המלא והדיוק של החיישן.לדוגמה, טווח טמפרטורה של -200 מעלות C ל- +850 מעלות צלזיוס עם החלטה של 0.1 מעלות צלזיוס דורש לפחות 10,500 שלבים. A 16 סיביות integer (65,536 מדרגות) הוא מספיק, אבל הסקאלה חייבת להיות מוגדרת בבקר טבעי, כלומר, כלומר, ללא צורך לספור באופן ישיר, ללא טיפול בטמפרטורה, ללא שינוי, אם לא ניתן לפשט, באופן ישיר, אם לא ניתן לפשט את התחזוקה פשוטה, אלא אם לא ניתן לפשטה, אלא אם כן, עדיף, עדיף, אם כן, עדיף, אם כן, עדיף, אם לא ניתן לפשט את רוחב פסב, אם כן, עדיף, עדיף, עדיף, עדיף, לא ניתן לפשט את רוחב פספס, אם כן, עדיף, אם כן, אם כן, עדיף, עדיף, עדיף, עדיף, לא ניתן לפשט את רוחב פספסה על פני רוחב פסטורף, עם התחזוקה, עם התחזוקה פשוטה, עם התחזוקה, עם התחזוקה, אך לא ניתן לפשט, אך לא ניתן לפשט, עם התחזוקה, עם התחזוקה, עם התחזוקה, רק על פני רוחב פסטורב,

Cyclic לעומת Acyclic תקשורת וסוגי נתונים

פרופ'יבוס משתמש בשני ערוצי תקשורת: הערוץ המחזורי (סינכרון) עבור נתונים של תהליך קריטי זמן ואת הערוץ acyclic (asynchronous) עבור פרמטריזציה, תצורה ואבחון.הבחירה של סוג נתונים המשפיעים על זמן 2), ערוץ 32 סיביות, integers, ו צפים הם בדרך כלל להחליף סוגי נתונים מורכבים כגון מחרוזת, תאריך / זמן, או לקרוא לעתים קרובות סריקה פשוטה (S) באמצעות מערכת ההפעלה MS-מחזורית (לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, C.

מהנדסים חייבים לשים לב לראש ה-ICclic: קריאה של תיעוד 64-ביאט יכולה לקחת כמה אלפיות שניות, אשר עלול להשפיע על זמני מחזור האוטובוס אם נעשה לעתים קרובות מדי.לכן, יש לבקש נתונים ציליקליים רק כאשר יש צורך (למשל, על כוח, על אזעקה, או באמצעות כלי הנדסי).

דוגמאות מעשיות להרחיב

חיישן נתונים (Temperature, Stress, Flow)

משדר טמפרטורה פרופ'בוס-PA (למשל, מ- Endress+Hausser או Siemens) מפלט נתונים מחזוריים הכולל ערך צף של 32 סיביות המייצג את הטמפרטורה ב-C, ואחריו מצב על ידי te (אינדיקטור איכות) את נתוני ההמרה על ידי יחידות C-התמ"ג עצמו הוא קצת מחרוזת עם דגלים עבור "טוב", "לא ברור" או "רע" איכות.

בקרת מוטור (Start / stop, Speed, Torque)

בכונן אוטומציה, PROFIdrive מגדיר מבנה טלגרם סטנדרטי.לדוגמה, טלגרם 1 מכיל מילת בקרה 16 סיביות (Sbit מחרוזת) ונקודת מהירות של 32 סיביות (float) מהבקר לכונן.הכונן מחזיר מילת מצב 16 סיביות (בשורה התחתונה) ומהירות של 32 סיביות (ב) שימוש בנתונים הנכונים הוא חובה עבור הכונן הוראות אם הוא בטעות שימוש ב- 65 גרם, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, באופן פוטנציאלי, שימוש ב-Flyxate) עם מהירות של שימוש ב-bit, כלומר, כלומר, כלומר, במהירות של שימוש ב- 5 סיביות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, במהירות של שימוש ב- 5 סיביות (ב-bit) עם טופסי, כלומר, במהירות של שימוש יעיל יותר נכון, במהירות של 0.

זיהוי ואבחון

כאשר הועדה לרשת, מהנדסים צריכים לזהות כל מכשיר.התקני פרופ'יבוס מאחסנים מזהה יצרן ייחודי, מזהה המכשיר ו שם מודל - הכל מועבר כמחרוזת (כריזטר) באמצעות קריאה ציליאלית.המחרוזת האלה הם לעתים קרובות 20-40 על ידיטים ארוכים. במהלך פתרון בעיות, נתונים אבחון (למשל, היסטוריה אזעקה) נקרא לעתים קרובות כתיעוד המכיל תאריך / ריבועים של לוחות זמנים, עבור נתונים צפים ללא פסגות יעילות, ללא בעיות.

בקרת Batch וניהול המתכון

בתהליכים אצווה, התקנים פרופ'יבוס-PA עשויים לקבל פרמטרים של מתכונים כמתח של דמויות או כמבנים המכילים מספר רב של אינטגרטורים (למשל, נקודת מפנה, זמן רמפה, זמן להחזיק) לדוגמה, מיקום שסתום עשוי לקבל תיעוד 32-בייט הכולל צף עבור מיקום מטרה, a integer for actuation מהירות, ו- Boolean for Fail-Safe.

סודיות ופתרון בעיות של סוגי נתונים של פרופ'יובוס

קביעת סוגי נתונים ב- GSD Files

קובץ GSD (Geräte Stammdaten) הוא גיליון הנתונים האלקטרוני המתאר יכולות המכשיר, כולל סוגי הנתונים הנתמכות שלו, מבנה חריץ, ומודולים הזמינים.כאשר תצורת מאסטר פרופ'בוס (לדוגמה, טווח סימנס CP 342-5 או מודול קבוע של שניידר TSX PBY 100), המהנדס בוחר את הקובץ GSD של המכשיר בכלי התצורה ולאחר מכן להקצות למודולים של 2 סיביות (Obit) באופן מפורש של 2.

כלים רבים של תצורה (למשל, פורטל TIA, Simatic Manager, פרופ'י פאל) מאפשרים עריכה ידנית של התצורה I/O לשנות את פרשנות סוג הנתונים.זהו מקור נפוץ של שגיאות: שינוי אורך ה-מודול מבלי להתאים את סוג הנתונים בתכנית PLC מוביל להתאמה לא נכונה.

טעויות נפוצות וכיצד להימנע מהן

  • (FLT:0) Byte Order Mismatch:FLT:1, פרופ'יבוס משתמש מעט endian כברירת מחדל, אבל כמה מכשירים (במיוחד ציוד מתוצרת ארה"ב) עשויים להשתמש ב-endian גדול.
  • (FLT:0) מיפוי מדויק של Integers:BuildFLT 1 כאשר משתמשים ב- integers בקנה מידה, קובץ GSD בדרך כלל מציין את הטווח (למשל, 0-27648 תואם 0–100%) ה- PLC חייב ליישם את המשוואה ליניארית: FLT:0 נכשל כדי להתאים את טווח הגלם יכול לגרום שגיאות שליטה חמורות.
  • (FLT:0Data אורך Misalignment: FLT:1) A 32 סיביות צף תמיד צריך להיות מתואם על גבול כתובת 32 סיביות במפה I / O. כמה כלים תצורה להתאים באופן אוטומטי סוגי נתונים ארוכים, אבל אחרים לא.לוסיף באופן ידני ⁇ על ידי אדים אם יש צורך (למשל, 2 ע"י מטאטא 2 ⁇ על ידי היערכות נאותה היערכות).
  • (FLT:0) משעשעים את bit Strings עם Booleans:FLT ( 1:1 A bitמחרוזת של אורך 2 ע"י tes הוא לא אותו הדבר כמו שני חריצים נפרדים של Booleans.If the בקר מצפה שני יחיד Booleans אבל המכשיר משדר מילה 16 סיביות, PLC חייב להוציא כל אחד מהם את הפונקציה "המיצויביט" המתאימה (למשל, TIAs "MET " או "BIT")
  • (FLT:0) שימוש ב- Float for Integer Values:FLT ( 1:1) להימנע מאחסן ספירות integer (למשל, דופקים של אסטייזר) במשתנה צף אם הספירה עולה על 224 (כ-16 מיליון). צפים בודדים של אפסיים מאבדים דיוק לא רצוי מעבר לנקודה זו.

כלים למעקב אחר סוגי נתונים

כמה כלים מסייעים לאמת כי סוגי נתונים מתפרשים כראוי:

  • (FLT:0)Profibus Tester / Analyzer (למשל, פרופ'יטר, NetTEST II): מכשירים אלה ללכוד טלגרם ולהציג גלם על ידי רצפים לצד סוגי הנתונים שנקבעו.מהנדסים יכולים להשוות את הנתונים בפועל נגד ערכים צפויים.
  • (FLT:0) טבלאות באינטרנט ו- Watch:FearLT:1 ; רוב סביבות תכנות PLC מאפשרות ניטור מקוון של משתנים בסוגי הנתונים המוצהרים שלהם.If a Raw show as a צף, ההמרה תהיה שגויה לחלוטין (למשל, טמפרטורה קטנה מופיעה מספר עצום).
  • (FLT:0)GSD Viewer Tools:FLT:1 Software Like GSD Editor או Siemens GSDView יכול לפצח קבצי GSD ולהציג את הגדרות סוג הנתונים המדויקות למודול, עוזר לזהות תקלות לפני הגשת מועמדות.

מסקנות ועיסוקים טובים

סוגי נתונים של פרופ'יבוס הם סלע התקשורת אמינה באוטומציה תעשייתית.מ דגלים פשוטים של Boolean עם סוגים מעורבים, כל סוג נתונים משרת מטרה מסוימת המשפיעה על דיוק המערכת, ניצול רוחב פס, ובהירות אבחון.כפי שראינו, הברירה הנכונה ותצורה של סוגי נתונים דורשים תשומת לב זהירה לפרופילי המכשיר, קנה, על ידי סדר, והיערכות.

כדי להבטיח פרויקטים מוצלחים, לאמץ את התרגילים הטובים ביותר:

  • תמיד להתייעץ עם קובץ GSD ופרופיל פרופיל של המכשיר לפני הגדרת סוגי נתונים בתוכנית PLC.
  • השתמש בסוגי נתונים צפים למדידות הדורשות דיוק גבוה או כאשר יחידת הנדסה צריכה להיות שקופה.
  • מינוף מעט מיתרים עבור דגלים אבחון כדי להפחית את מספר החריצים המחזוריים.
  • בדוק סדר והיערכות באמצעות מנתח אוטובוס או כלי ניטור מקוון במהלך עמלות.
  • מסמך כל מיפוי נתונים בתיעוד ההנדסה כדי לפשט את התחזוקה העתידית ופתרון בעיות.

על ידי ניהול סוגי נתונים של פרופ'יבוס, אנשי מקצוע אוטומציה יכולים לעצב רשתות שאינן רק פונקציונליות, אלא גם חזקות, מדרגות וקלות לשמירה על כך לקריאה נוספת, להתייחס ל-FLT הרשמי:0Profibus International SiteFLT:1 עבור מפרטים טכניים והערות יישום (IFactnote) טיפול מקיף של סוגי נתונים יכול להימצא גם ב-ILTnote:2Probus WikipediaFLTreatrated: 3, ו-FireiF15.