פרופ'יבוס (Process שדה Bus) הוא אחד ממערכות התקשורת של שדהבוס המאומץ ביותר באוטומציה תעשייתית, פרוס במפעלי ייצור, מערכות בקרה תהליכים ובניית אוטומציה.הביצועים של רשת פרופ'בוס משפיעים ישירות על ההיענות הכוללת והאמינות של צוותי הבקרה ברשת, ולכן עיכוב הזמן בין שידורים של נתונים וקבלת הקבלה שלה - יכול לגרוע באופן ממשי, לגרום למהנדסים ולצמצם את דרישות הנקה, ולכן הוא צמצום שיטות טיפוליות.

הבנה של רשת Latency ב Profibus

שקיפות ברשת במערכת פרופ'יבוס היא הסכום של כמה עיכובים בודדים לאורך נתיב התקשורת. עיכובים אלה כוללים עיכוב הפיצול, עיכוב שידור בשכבה בקרת הגישה בינונית (MAC), עיכובים מקיפים במכשירים, וזמני עיבוד בתוך תחנות המאסטר והעבד.ברשת DP פרופ'יבוס (Decentralized Peripherals) אשר משתמשת בפרוטוקול מהיר בין היתר לדלקתיים סגורים, אפילו למול מחסנים של זמן, כגון מחסנים סגורים, או מחסנים קצרים, אפילו מחסנים של תאים סגורים, כמו למשל, או מחסנים של מחסנים של מחסנים גבוהים.

הבנה היכן שעקביות עולה דורשת מבט על הארכיטקטורה של פרופ'יבוס.הרשת משתמשת בטופולוגיה אוטובוס ליניארית עם מודל תקשורת אד-עבד-עבד.ההפסקת האוטובוס הפעילה בכל סוף וקרקע נאותה חיונית לעצם האותות. כאשר מאסטר שולח בקשה לעבד, העבד חייב לפענח את השיפורים, לעבד את הנתונים, ולהגיב.

מקורות חשובים של עצלות ב- Profibus Networks

אורך כבל ו-Desance

כל מטר של כבל מוסיף עיכוב תפיץ קטן - בדרך כלל סביב 5 ננו-שניות למטר עבור כבלים סטנדרטיים פרופ'יבוס (מבוסס על גורם מהירות של 0.66 עד 0.78). אורך המרבי עבור פרופ'יובוס DP ב 12 Mbit /s הוא 100 מטרים, בעוד בשיעורי הבנד התחתון הוא משתרע על 1200 מטרים.

עקבו אחרי bit Timing

שיעור Baud קובע כמה מהר ביטים ממוקמים על חוט. Profibus DP תומך בשיעורים מ 9.6 kbit / עד 12 Mbit /s. שיעור גבוה יותר baud מוריד את זמן השידור עבור כל מסגרת, ישירות ירידה בעקביות. עם זאת, שיעורים גבוהים יותר דורשים פלחי כבלים קצרים יותר באיכות כבל טובה יותר.הרשת חייבת להיות מדורגת עבור המהירות שנבחרה, וכל המכשירים על פי פלח חייב לפעול באותו קצב מהיר, אם הוא צורך נמוך יותר.

זמן תגובה ועיכובים לעיבוד

לכל מכשיר עבדים יש זמן תגובה אופייני - הזמן בין קבלת מסגרת בקשה והתחל לשדר את התגובה.זה תלוי בביצוע מיקרובקר, יעילות קושחה, ואת המורכבות של הנתונים להיות משוחזר.בוגר או נמוך מכשירים עשויים להיות זמנים תגובה של כמה מאות מיקרו-שניות, בעוד עבדים אופטימיזציה מודרניים יכולים להגיב בעשרות מיקרו-שניות באופן דומה, המאסטר (לעתים קרובות PLC או DCS) יכול להציג את הפחתת המעבדה של משימות מחזוריות.

זיהום מעגל ו- ken רוטציה

ברשת פרופ'יבוס DP עם מאסטר יחיד, המאסטר סקר כל עבד ברשימה מחזורית.זמן מחזור האוטובוס הכולל הוא סכום זמני השידור עבור כל הבקשות והתשובות, בתוספת פעמים idle בין מסגרות.הוספת עבדים נוספים או יותר I / O גדלות נתונים I / O מגדיל את זמן מחזור זה ליניארי.אם מאסטרים מרובים קיימים באותו קטע, את המרשמים ל לסובב ביניהם, וכל מאסטר חייב לחכות למספר זה כדי לעכב את מחזור זמן לא מבוטל של זמן.

שגיאות אוטובוס ועבירות

הפרעה אלקטרומגנטית (EMI), בעיות ריצוף, סיום לא תקין, או כבלים פגומים יכול לגרום שגיאות מסגרת. פרופ'יבוס משתמש פרוטוקול בקרת קישורים נתונים ברמה גבוהה (HDLC) עם בדיקתם; כאשר שגיאה מזוהה, המסגרת היא מתבטלת והאדון עשוי לפטור את הבקשה. Retransmissions להגדיל באופן דרמטי את היטל מכיוון שהמסגרת כולה חייבת להיות מעצימה נאותה, באמצעות ערכים כפולים, שמירה על הדבקה (contquad) ולהבטיח קידוד נמוך כדי להבטיח קידוד (Ricial) לשמור על פגום (Ricide) ולהבטיח קידוד עמידות ל-250) כדי להבטיח קידוד נמוך (Ricrecontrupi Regressi Reconlivding קידוד) כדי להבטיח קידוד עמידות ל-Ricial) לשמור על קידוד מול קידוד נמוך (Ricial) לשמור על קידוד מול קידוד מול קידוד (R.

אסטרטגיות מעשיות למזער את הסבלנות

1 אופטימיזציה של שכבת פיזיקלי: קלינג, סיום, ו Grounding

הבסיס של נדיבות נמוכה הוא שכבת פיזית נקייה.שימוש:0 (bsp;0) כבלים פרופ'יבוס מצורף 1:1 עם אימפולס אופייני של 150 ⁇ ומלחה מחוסנים מחוסנים. שמור כבל פועל ישר ככל האפשר, הימנעות מכופים חדים ו הצבת כבלים הרחק מקווי חשמל או תדרים פעילים בקווי אוטובוס משני קצות אלה, אשר מונעים אותות מחוזקים את כל ריצוף גבוה יותר, אשר מופעלים את כל אחד מהם, אשר מופעלים אותות משיכת אותות ⁇ ם, ללא אותות מערכת.

אם יש צורך בסעיפים ארוכים יותר מהמקסימום המותר לשיעור חיקוי, להשתמש ב-FLT:0Profibus חוזרersFLT:1 כדי לחדש את האות.ers לבודד את החלקים באופן חשמלי, המאפשר מרחקים ארוכים יותר ולספק בידוד גליוני גליוני.הם מוסיפים עיכוב הדבקה קטן (בדרך כלל 1-2 מיקרו שניות) אך למנוע את העיכובים גדולים יותר כתוצאה מירידה.

2. בחר את שיעור ה- Baud הגבוה ביותר

שיעור Baud הוא אחד היעיל ביותר עבור הפחתת עיכוב שידור. at 12 Mbit /s, הזמן להעביר מסגרת טיפוסי 11-byte Profibus (כולל preamble, יעד, שדה בקרה, נתונים, בדיקותum, וסיום דלמיטר) הוא בערך 9.2 מיקרו-שניות. at Mbit /s, אותו מסגרת לוקח בערך 73 שניות - שמונה פעמים ארוך יותר כדי לבדוק את אורך איכות גבוהה יותר.

כאשר ערבוב מהירויות הוא בלתי נמנע, השתמש בשער או חוזר מיוחד שיכול לטבול והודעות קדימה בין תחומים.זה מציג עונש לב (בדרך כלל כמה מאות מיקרו-שניות) אבל מאפשר תקשורת מהירה יותר עבור תת-מישורים קריטיים.

3.צמצם את זמן ההתגברות והמחזור

רוב המאסטרים פרופ'יבוס מאפשרים למשתמש לקבוע רשימה של תפוצה:0polling רשימת 1FLT - רשימת עבדים להיות מופצים בכל מחזור. Remove כל עבד שאינו פעיל או לא נחוץ בכל מחזור.עבור נתונים בלתי צפויים, לשקול שימוש בתקשורת ציקלית או שיעור סקריפט לא-דימטי נפרד.

כמה מאסטרים תומכים ב-FLT:0 פיזור מצב של 1 או (FLT:2sync ModeFLT 3: 3 שיכול להפחית את הסבלנות על ידי מתן עדכונים במקביל על פני עבדים מרובים.

השתמש במכשירי עבדים מהירים ומודרניים

בעת החלפת או שדרוג מכשירים, בחר עבדים עם FLT:0 נמוך זמן מפרט זמן המפרט זמן המפרטים את ASICs (עיגולים משולבים ספציפית) אשר ליישם פרופ'יבוס ברמת החומרה, כגון Siemens' DPC31 או סדרת האינטרנט של פרופ'צ'יפ (Facs) שבבים אלה מטפלים בפרוטוקול בחומרה, צמצום עיכובי עיבוד בהשוואה למעבדים מונעים תוכנה.

מעבר לממשק פרופ'יבוס, לשקול את זמן המחזור הפנימי של המכשיר עצמו.מודול I / O מרוחק לסרוק את קלטו כל 1 מ's יוסיף כי עיכוב התגובה הכוללת, גם אם הצד פרופ'בוס הוא מהיר.

5.העברה רשת עם חזרות וקישורים

העברת רשת גדולה של פרופ'יבוס למגזרים פיזיים קטנים יותר באמצעות חזרות יכול להפחית את המספר הכולל של מכשירים לפי פלח, אשר מקצר ישירות את מחזור הסקרינג.כל פלח עם פחות עבדים מאפשר זמן מחזור מהיר יותר.בנוסף, חוזרים יכולים לשמש ליצירת רטיפטמיות היררכית, הוא מקצרת תת-נט במהירות גבוהה מכמה איטיות יותר.

The Profibus Guidelines recommend a maximum of 32 devices per segment without repeaters; with repeaters you can expand to 127 devices total, but each segment should still be kept small for timing reasons. Segmenting also improves fault isolation — a short circuit in one segment does not bring down the entire network.

שיטות מתקדמות לפתרון בעיות ואבחון

אחריות משפטית עם Bus Monitor

כדי לכמת שקיפות, השתמש במוניטור אוטובוס פרופ'יבוס (מנתח אוטובוס) שלוכד ופעמים כל מסגרת.כלי כמו FLT:0 עיכובים של פרופ'אבריקוFLT:1 או FLT:2Netestphipmission 3 ממוכרים שונים יכולים להציג את זמן מחזור האוטובוס, לסיבוב זמן, וזמני עבדים בודדים כרוכים בצירוף תגובות קבועות של מעקב או לאחור, כגון מחיקה ישירה של מחסומים, או , אם הם יכולים גם לגוון זמן קצר, או להשוואה באופן ישיר, או לערכים מסוימים, או לערכים מסוימים, או לגרועים.

לניתוח גבוה טרום-דיוק, אוקטילוסקופ ניתן להשתמש כדי למדוד איכות אות חשמלי - עלייה פעמים, השתקפות ורמות רעש. תרשים עין נקי בשכבה הפיזית מתאים לשיעורי שגיאה נמוכים וכבדות יציבה.

זיהוי ופתרון שגיאות אוטובוס

אפילו הפוגה מזדמנת מדי פעם מגבירה באופן משמעותי את הסבלנות מכיוון שהמאסטר מחכה להודעה (מכשירים חד-פעמיים, לעתים קרובות 50-200 מ') לפני שריצה מחדש את היכולות האבחון של המאסטר פרופ'בוס כדי לקרוא ניגודי שגיאות לטעויות נפוצות כוללים "לא להגיב", "זמן" ו"טעות פרוטוקול" כל אחת מנקודות לשורש: לשבור, לחבר באופן מיידי בין רכיבי כבל או תקלות, או תקלות קשות.

אופטימיזציה של המאסטר של שדרול והגיון יישום

PLC או DCS שפועל כמו המאסטר פרופ'יבוס גם תורם לעקביות המערכת הכוללת.אם המאסטר מפעיל משימות תקשורת מרובות (למשל, Ethernet/IP, OPC-UA ו- Profibus) על CPU יחיד, סקרי ה- Profibus עשוי להיות מעוכב על ידי משימות אחרות.חשב על מעבד תקשורת נפרד או ליבה בזמן אמתי עבורbus, כמו גם את ה- 200 פעמים טיפול יעיל יותר, אם זה אפשרי כדי להפחית את ה-זמנית, אם אתה יכול להיות עיכובים באופן איטי יותר מאשר להיות איטי יותר מאשר זמן קצר, כאשר אתה יכול להיות מנקה, כאשר אתה יכול להיות עיכובים, כאשר אתה יכול להיות מ- 200 פעמים פחות חזק יותר מ- 200 שגיאות זמן קצר יותר מאשר כדי לגרום ל- 200 שגיאות זמן קצר, אם אתה יכול להיות איטי יותר, אם אתה יכול להיות עיכובים, אם זה אפשרי כדי לגרום ל- 200 פעמים זמן קצר, אם זה אפשרי כדי להפחית את ה-לכאורה, כאשר אתה יכול להיות עיכובים, 000 זמן קצר לפני זמן קצר, אם זה אפשרי כדי להפחית את הפחתת זמן קצר יותר מאשר ל- 200 פעמים, ללא סיבוכים אמיתיים, אם זה אפשרי כדי להפחית את הפחתת זמן קצר, 000 זמן קצר, 000 זמן קצר, אם זה אפשרי כדי להיות עיכובים

כלים מומלצים, תקנים, משאבים חיצוניים

מספר סטנדרטים והערות יישום מספקים הדרכה מפורטת עבור עיצוב פרופ'יבוס נמוך:

  • (FLT:0)IEC 611053FLT:1 - תקן בינלאומי עבור מערכות שדהבוס, כולל פרופ'יבוס, מגדיר שכבה פיזית ומפרטים על שכבת קישור נתונים.
  • (ב) ,0) ,ProFIBUS Technical Guideline "Cabling and Assembly" (Cabling and Assembly)"FLT:1 - זמין מ-FLT:2PROFIBUS InternationalevolveFLT 3, הוא מפרט את סוגי הכבלים הנכונים, המחברים וההפסקה.
  • (FLT:0) תעשיית ההנעה של ניירות לבנים (FLT:1) מחברות כמו סימנס, פפרל + Fuchs, ו Turck מציעים המלצות ספציפיות ליישום עבור צמצום השקיפות.
  • (ב) [ה]ב] [ה][דרוש מקור]] [ב]] [ב[[המאה ה-1], [ב[[1924]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]

מהנדסים צריכים גם להתייעץ עם המדריך הספציפי למכשיר עבור כל עבד פרופ'יבוס כדי לאמת תמיכה ב-Bud Rate, מפרט זמן תגובה, והגדרות מומלצות. מאסטרים מודרניים רבים IO-Link ומודולים I/O מרוחקים כוללים ממשקי פרופ'יובוס עם ASICs אופטימליים כי פחות עקביות.

דוגמה: צמצום הטיות במכונת אריזה

שקול מכונת אריזה המשתמשת 25 עבדים פרופ'יבוס DP - שישה כוננים, 12 מודולים דיגיטליים I / O, ו שבעה חיישנים אנלוגיים - הכל נשלט על ידי מאסטר יחיד רץ 1.5 Mbit /s. תקופת מחזור האוטובוס נמדדת ב 12 מ"מ, אשר גרם lag גלויה ביישום.המערכת אינגרטור ביצע את השלבים הבאים:

  1. (ב) ,0) ,העלה את שיעור המונדיאל ל-12 מביט/ראוות'ר 1:1 לאחר שבדקו את כל העבדים תמכו בו, וכי פלחי הכבלים היו מתחת ל-100 מ'.
  2. (ב) ,0) ,העברה של נתוני I/O 1 (O) מ-32 סנטימטרים לעבד ל-8 הצמיגים הנדרשים, קיצוץ גודל המסגרת ב-75%.
  3. (ב) ,0) ,הקפאה של ה- 1 (ב) עבור ששת ה-servo לנהוג כך שהם קיבלו את נקודותיהם בו-זמנית.
  4. (FLT:0) החליפו שני מודולים I/O גדולים יותר I/O,3, אשר היו זמנים תגובה מעל 1 מ' עם גרסאות חדשות יותר מדורגות ב -100 מיקרו.
  5. (ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

לאחר שינויים אלה, זמן מחזור האוטובוס ירד ל- 0.9 מ"מ, ופעולת התווית הפכה למדוייקת באופן עקבי.ההשקעה הכוללת הייתה צנועה, והשיפור בתפוקה הצדיק את המאמץ.

מסקנה

הפחתה של שקיפות רשת במערכות פרופ'בוס היא אתגר רב שכבתי הדורש תשומת לב לקנוניה פיזית, בחירת קצב הבזק, ביצועים, יישום אסטרטגיה וניהול שגיאות. על ידי התייחסות שיטתית לכל מקור של עיכוב - מפרוגציה וזמני שידור ועד עיבוד מכשירים ושיקום - מהנדסים יכולים להשיג תקופות מחזור מתחת למילימטר אחד אפילו ברשתות בינוניות.