כיצד להשתמש ב- Profibus במערכות בקרה מורכבות

הבנת פרופ'בוס ותפקידו באוטומציה

פרופ'יבוס, קיצור של Process שדה Bus, הוא פרוטוקול תקשורת סטנדרטי של שדהבוס מאומצת באופן נרחב באוטומציה תעשייתית.זה פותח בסוף שנות ה-80 על ידי קונסורציום של חברות גרמניות ומאז הפך לאחד תקני התקשורת הממוסדים ביותר לחיבור חיישנים, פועלים, בקרים, ומכשירים אחרים בייצור ובמעבדים.

הפרוטוקול פועל ברמת השדה ורמת השליטה של היררכיה של אוטומציה, המאחד את הפער בין I / O מכשירים ומערכות בקרה ברמה גבוהה יותר.היכולת שלה להתמודד עם נתונים קריטיים במהירות גבוהה ותנועה פרמטריזציה איטית יותר הופכת אותו לבחירה תכליתית עבור משימות אוטומציה מורכבות. פרופ'יבוס מוגדר על ידי סטנדרטים בינלאומיים כגון IEC 611 ו- IEC 61784, הבטחת יכולת בין- 2, בין מוצרים שונים כאשר הם מוסמכים כראוי.

בסביבה DCS, פרופ'יבוס מאפשר שילוב חלק של אלפי נקודות I/O על פני מתקנים גדולים, תמיכה בכל דבר מסימנים פשוטים על / off למשתנה תהליך מתקדם כמו טמפרטורה, לחץ וזרימה. ההתנהגות ה ⁇ של הפרוטוקול ומנגנוני בדיקת שגיאות חזקים להפוך אותו לעמוד השדרה אמין עבור יישומים ביקורתיים שבהם הכישלון אינו אופציה.

פרוטוקול פרופ'בוס משתנה

פרופ'יבוס אינו פרוטוקול יחיד אלא משפחה של סטנדרטים הקשורים להתאמה לתחומים שונים של יישומים.שלוש הגרסאות העיקריות הן פרופ'יבוס-DP, פרופ'יבוס-PA, ופרופ'יובוס-FMS, כל אחת מהן משרתת צרכים ספציפיים בתוך מערכת בקרה מבוזרת.

פרופ'יבוס-DP (Decentralized Periphery)

פרופ'יבוס-DP הוא הגרסאות הנפוצות ביותר, המיועדות לתקשורת מהירה בין בקרים אוטומציה למכשירים I/O מבוזרים.הוא תומך זמני מחזוריים נמוכים כמו כמה מילימטרים, מה שהופך אותו אידיאלי עבור משימות בקרה בזמן אמת כגון בקרת תנועה, ייצור דיסקרטי, ורכישה מהירה של נתונים. פרופ'בוס-DP משתמשת RS-485 כמו השכבה הפיזית שלו, תמיכה בנתונים עד 12 מ"מ"ממרחקים" עד 100 מטרים).

התקנים טיפוסיים של פרופ'יבוס-DP כוללים PLCs, תחנות I / O מרחוק, כוננים, HMIs וחיישנים אינטליגנטיים.פרוטוקול משתמש שיטת גישה אד-עבד, שבו מאסטר יחיד (בדרך כלל בקר PLC או DCS) סקרים את מתקני העבד שלו באופן מחזורי.זה קובע כי כל עבד מוגש בתוך חלון מוגדר, חיוני לשמירה על יציבות.

פרופ'בוס-PA (Process Automation)

פרופ'יבוס-PA הוא הרחבה של פרופ'יבוס-DP המותאם לתעשיית התהליכים, שם מכשירים חייבים לפעול באזורים מסוכנים ולתקשר על פני מרחקים ארוכים.הוא משתמש באותה שכבת יישום כמו פרופ'יבוס-DP, אך משתמש בשכבה פיזית אחרת המבוססת על MBP (אוטובוס ממנצ'סטר), אשר משדרת את שני הנתונים והכוח על כבל חד-חוט אחד.

ב DCS, פרופ'יבוס-PA מחבר כלי שדה כגון משדרי לחץ, חיישני טמפרטורה, שסתום, וניתוח ישירות למערכת הבקרה, ביטול הצורך בהפרדה בין I/O.

פרופ'יבוס-FMS (Fieldbus Message Specification)

פרופ'יבוס-FMS פותח לתקשורת ברמת התא, שם בקרים ומכשירים אינטליגנטיים צריכים להחליף מסרים מורכבים ומבנים נתונים.זה מבוסס על תקן MMS (המידע המניב את המסר) ותומך הן ב- Master-slave והן ב- peer-peer תקשורת.com מציע יכולות מסרים עשירות יותר מאשר DP, גבוה יותר מעל הראש ומהירות איטי יותר הובילו אותה לטובתה-Fibus-Fer, עדיין, אך עדיין משתמש במתקנים מודרניים.

מאפיינים טכניים מרכזיים של פרופ'יבוס

הבנת הבסיס הטכני של פרופ'יבוס היא חיונית ליישום מוצלח ב- DCS, המאפיינים הבאים מגדירים את הביצועים וההתאמה שלו למשימות אוטומציה מורכבות.

אפשרויות ל-Cylele Layer Options

פרופ'נביבוס תומך בשני סטנדרטים של שכבתיים פיזיים:

(FLT:0 485s-485eurFLT:1) (שימוש על ידי פרופ'יבוס-DP ו- Profibus-FMS): תקן מתח שונה המספק חסינות רעש טובה ותומכת בשיעורי נתונים מ-9.6 kbit/s עד 12 Mbit/s. אורך הכבלים המקסימלי תלוי בשיעור הנתונים, החל מ -100 מטרים ב-12 מ"מ/s ל-1.2 ק"מ ב-93 kbit/s.
(FLT:0 mbP (Manchester Bus Powered) ibLT:1 (שימוש על ידי פרופ'יבוס-PA): שיטת שידור סינכרונית המשלבת נתונים וכוח על אותו זוג חוט.הוא פועל בשיעור נתונים קבוע של 31.25 kbit/s ויכולה לתמוך עד 32 מכשירים לפי סעיף מעל 1.9 ק"מ, שכבת ה- MBP פיזית היא בטוחה לחלוטין ותומכת בהתקנים מסוכנים באזור 0, 2 אזורים מסוכנים.

שיטת גישה ותזמון

פרופ'יבוס משתמש בשיטת גישה היברידית המשלבת אסיקן חולף וחקר- מאסטר-סלאב (Digital-slave) במערכת רב-master, כל מאסטר מחזיק בסימון המקנה לו את הזכות ליזום חילופי נתונים עם העבדים שהוקצו לו.הסימון מסתובב בין המאסטרים בטבעת הגיונית, ומבטיח שכל מאסטר מקבל נתח הוגן של גישה לאוטובוס. בתוך זמן של מאסטר, הוא סקרן ביישומים אמיתיים של קריפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטפטטיביים.

מצבי החלפת נתונים

פרופ'נביבוס תומך בשני מנגנוני החלפת נתונים עיקריים:

(FLT:0)Cyclic Data Exchange (I/O Datarovation)FLT:1: המאסטר קורא קלטות וכותב פלטים לכל עבד במחזור קבוע.זמן מחזור תלוי במספר עבדים, נפח נתונים ושיעור נתונים.מצב זה משמש לנתונים של תהליך קריטי בזמן כגון מדידות אנלוגיות וסימנים בקרה דיגיטלית.
(FLT:0) חילופי נתונים DP-V1 ו- DP-V2)earph1: בשימוש עבור פרמטריזציה, תצורה, אבחון.שירותי Acyclic מאפשרים למאסטר לקרוא או לכתוב נתונים מעבד ספציפי מחוץ ללוח הזמנים המחזורי הרגיל.זה חיוני עבור עמלת מכשירים, העדכונים קושחה וניתוח תקלות מפורט ללא הפרעה מחזור הבקרה.

מבנה וזיהוי שגיאות

מסגרות פרופ'יבוס כוללות תחילת דלמיטר, שדות כתובת, עומס נתונים, ורצף בדיקת מסגרת (FCS) באמצעות CRC 16 סיביות. מנגנון זיהוי שגיאות חזק זה מבטיח שלמות נתונים אפילו בסביבות תעשייתיות רועשות מבחינה חשמלית.אם מסגרת מושחתת, תחנת הקבלה מסלקת אותו ואת המאסטר יכול לבקש רנסטציה אם יש צורך.פרוטוקול כולל גם ניגודי זמן ודחייה לאחור כדי לטפל במנגנוני בטיחות זמניים.

הקמת פרופ'יבוס במערכת בקרת דיסטריוט

יישום פרופ'יבוס ב- DCS דורש תכנון קפדני וביצוע שיטתי.הצעדים הבאים מכנים זרימת עבודה טיפוסית של פריסה, החל מעיצוב רשת ועד גיוס.

שלב 1: תכנון ארכיטקטורת רשת

המשימה הראשונה היא להגדיר את הטופולוגיה הפיזית ואת הפריסה של המגזרים.רשתות פרופ'יובוס בדרך כלל להשתמש ב- daisy-שרשרת או טופולוגיה מעץ עם מגזרי אוטובוסים מסולפים.

(FLT:0) מספר המכשירים של ה-HoriFLT:1: קטע RS-485 יחיד תומך עד 32 תחנות (כולל חזרות) לרשתות גדולות יותר, השתמש חוזרים כדי ליצור פלחות נוספות, כל אחת עם אספקת החשמל שלה ולסיום.
(FLT:0Cable אורך FLT:1): חישוב אורך אוטובוס הכולל מבוסס על שיעור הנתונים שנבחר.אם המרחקים עולים על המקסימום למהירויות נתון, להפחית את שיעור הנתונים או להוסיף חזרות. פרופ' פורבוס-PA, אורך הדיבר של 1.9 ק"מ הוא בדרך כלל מספיק עבור רוב פריסות הצמחים.
(FLT:0) Device LocationFLT:1: מכשירים קבוצתיים באופן הגיוני על ידי תפקוד ומיקום פיזי כדי למזער את ריצות הכבלים ולפשט את פתרון בעיות סביבתיות כגון טמפרטורה, רטט והתערבות אלקטרומגנטית.
(FLT:0) RedundancyFLT:1: עבור יישומי DCS קריטיים, לשקול קנונית מאוזנת ותצורה כפולה של מאסטר כדי לחסל נקודות בודדות של כישלון. פרופ'בוס תומך במערכות אוטובוס מחוספסות באמצעות מנגנוני מתג בשכבה היישום.

שלב 2: בחירה קשה

בחירת החומרה הנכונה של פרופ'יבוס היא קריטית לפעולה אמינה. Components כוללים:

(FLT:0) התקנים מאסטר ראט" 1 (Gover: The DCS Controller או PLC אשר יוזם תקשורת.מאסטרים מצוידים בדרך כלל עם כרטיס ממשק פרופ'יבוס או נמל משולב.להבטיח שהמאסטר תומך בגרסת הנדרשת (DP, PA, או FMS) ומספר הרצוי של עבדים.
(FLT:0) מכשירים שללאב (FLT:1): מכשירים שדה כגון I / O מודולים, דחף, משדרים, ופועלים.עבדים מגיבים רק כאשר הם מופצים על ידי המאסטר שלהם.בדוק כי כל עבד מוסמך עבור ציות פרופ'יבוס ותומכת במצבי החלפת הנתונים הדרושים (cyclic, acyclic, או שניהם).
(FLT:0Cables and connectorsers: השתמש בכבלים ממושמעים של פרופ'אבבוס עם אימפולסים אופייניים של 150 הומסים.עבור RS-485, השתמש ב 9-pin D-sub המחברים עם נוגדנים משולבים בהפסקת הסיום.עבור פרופ'אבבוס-PA, השתמש במחברים בין M12 או 7/8 אינץ' עם מגן הולם.
(FLT:0)Repeaters and CouplersFLT:1): חזור על אורך האוטובוס ולהגדיל את מספר התחנות. DP/PA שנירס בין RS-485 ו- MBP שכבות פיזיות, המאפשר שילוב חלק של פרופ'יבוס-DP ו- Profibus-PA פלחי.

שלב 3: הפחתת המכשיר וכתובת

כל מכשיר פרופ'יבוס ברשת חייב להיות כתובת ייחודית בין 0 ל-125.שיחות נקבעות בדרך כלל באמצעות מתגי DIP במכשיר או באמצעות תצורה של תוכנה.

נספח כתובות ברצף הגיוני המתאים למצב הפיזי של המכשיר או לתפקודו. להימנע מהבדלים שעלולים לסבך את פתרון בעיות.
הגדר את שיעור הבשורות זהה על כל המכשירים.מרבית מערכות פרופ'יבוס משתמשות בזיהוי אוטומטי, אך בטוח יותר לקבוע שיעור קבוע, במיוחד בהתקנה גדולה של DCS.
Define את הפרמטרים של החלפת הנתונים עבור כל עבד, כולל אורכו של נתונים קלט/קידוד, דרישות עקביות וערוצי acyclic. השתמש בקובץ GSD של יצרן ההתקן (תיאור התחנה הכללית) כדי לייבא את יכולות המכשיר לתוך כלי התצורה שלך.

שלב 4: שילוב עם DCS Software

ברגע שהחומרה מותקנת ונטפלה, לשלב את פרופ'יבוס לתוך הסביבה להנדסה של DCS. רוב הפלטפורמות המודרניות DCS לתמוך בפרופ'יבוס באמצעות עורכים ייעודיים או בלוקים של תפקוד.

ייבוא קבצים GSD עבור כל מכשירי העבדים לתוך מסד הנתונים של הפרויקט DCS.
מיפוי נתוני תהליך העבד לקריאת כתובות זיכרון (I/O tags).
סודיות ואירועי אבחון לכל מכשיר, כך שכשלי תקשורת או שגיאות המכשיר גורמים הודעות המפעיל המתאים.
קביעת נתיבי נתונים לציקליים לפרמטריזציה ועדכוני קושחה במידת הצורך.

שלב 5: בדיקות ובדיקות

לפני הצבת המערכת לייצור, לבצע בדיקות מקיף:

בדוק כי כל המכשירים ניתנים להשגה ולהגיב עם נתונים נכונים.
בדוק את זמני מחזור נגד מפרט עיצוב. השתמש מנתח אוטובוס או הכלים האבחון של המאסטר כדי למדוד מינימום, ממוצע, זמני מחזור מקסימלי.
בדוק תרחישים של תקלות כגון הפסקות כבל, אובדן כוח המכשיר, והפסקת לא נכונה כדי לאשר כי המערכת מדגימה את החשדות ואת האזעקות נכון.
אימות תקשורת ציקליקה עבור פרמטר קראבק אבחון במהלך פעולה נורמלית.

שימוש ב- Profibus for Complex Automation Tasks

ברגע שרשת פרופ'יבוס היא מבצעית, היא יכולה להתמודד עם מגוון רחב של משימות אוטומציה תובעניות האופייניות להתקנה מודרנית של DCS.

Multi-Axis Motion Control

פרופ'יבוס-DP עם הסיומת DP-V2 תומך במצב איזוכרוני, שבו כל המכשירים מסונכרנים לשעון מערכת גלובלי.זה מאפשר שליטה מפעולה מתואמת של כוננים סרבו מרובים עם Jitter מתחת 1 מיקרו שניות. יישומים כוללים הדפסת הודעות, מכונות אריזה, ותאים עבודה רובוטיים שבו תזמון מדויק בין גרזן הוא חיוני.

רכישת נתונים בזמן אמת וההכשרון

עם שיעורי נתונים מחזוריים מהר כמו 1 ms עבור מערכות נתונים קטנות, פרופ 'יבוס יכול לייעל נתונים של תהליך ברזולוציה גבוהה להיסטוריונים DCS לניתוח ואופטימיזציה.לדוגמה, פרופילי טמפרטורה על פני כור כימי ניתן לדגום ב 10 מ"מ מרווחים, המאפשר בקרת מודל מתקדמת חיזוי מודל מתקדמת (MPC) כדי לשפר את התשואות ויעילות אנרגיה.

אבחון מתקדם ותחזוקה חיזוי

פרופ'יבוס-DP-V1 מספק ערוצי ציליאקלי המספקים אבחון מכשירים מפורט, כולל טמפרטורה פנימית, ללבוש ניגודים, ו יומני שגיאות. DCS יכולים לבדוק את הנתונים האלה מעת לעת ולהאכיל אותם למודלים של למידת מכונה כדי לחזות כישלונות לפני שהם מתרחשים.זה מקטין זמן השבתה בלתי מתוכנן ומרחיב את החיים.

שליטה עצמית וכישלון

בתהליכים קריטיים בטיחותיים, ניתן להגדיר את פרופ'בוס עם מאסטרים, כבלים ועבדים.ה- DCS לפקח על הבריאות של שני מסלולי תקשורת ומתגים לגיבוי בצורה חלקה אם הדרך העיקרית נכשלת.בנוסף, פרופ'רובו תומך בפרופיל הבטוח לתקשורת הקשורה לבטיחות עד SIL 3, ומאפשרת בקרת בטיחות וסטנדרט לחלוק את אותו אוטובוס.

החלפת נתונים בזמן אמת ודמנציה

סימן ההיכר של פרופ'יבוס ב- DCS הוא החלפת הנתונים ה ⁇ , בזמן אמת.ברשת מוגדרת כראוי, כל נתוני הקלט של עבד קוראים ונתוני הפלט כתובים בתוך זמן מחזור ידוע וניתן לחזור עליו.

(ב) תזמון הסיבוב של תזמון: הזמן המקסימלי שאדון יכול להחזיק את האסימון הוא תצורה, להבטיח שכל המאסטרים יקבלו תור בתוך מרווח מוגבל.
(ב) [ה]: [ה], [ה],] [העבדים של האב] בצו קבוע ללא הפרעות משירותים ציקליקים.
(FLT:0 מנגנוני מנגנוני ציות (Consistency מנגנונים) 1:1: עבור נתונים גדולים יותר ממסגרת אחת, פרופ'אבוס תומך בבקשות עקביות המנעול של נתוני העבד עד שכל מערכת הנתונים מועברת.

עבור רוב יישומי DCS, זמני מחזור מ 10 מ"מ עד 100 ms הם מספיק. עם זאת, עבור תהליכים מהירים כגון בקרת טורבינות או בקרת מתח באינטרנט, מחזור פעמים עד 1 ms הם achievable עם רשתות אופטימיזציה באמצעות פרופ 'ibus-DP ב 12 Mbit /s.

אבחון ופתרון בעיות

אבחון יעיל הוא חיוני לשמירה על זמינות גבוהה בהתקנה מורכבת של DCS. פרופ'יבוס מספק שכבות מרובות של מידע אבחון:

אבחון Master-Level Diagnostics

כל מאסטר פרופ'יבוס שומר על חיץ אבחון כי הוא מצמיד שגיאות תקשורת כגון כשלים CRC, שגיאות זמן, מכשיר ללא זמינות. רוב מערכות DCS יכול לקרוא את החיץ הזה ולהציג התראות בממשק המפעיל.בנוסף, מאסטרים מתקדמים מייצרים סטטיסטיקות כמו עומס אוטובוס, מספר של רטיבות, וזמן מחזור ממוצע, אשר מסייע לזהות את תנאי הרשת לפני שהם גורמים לכישלונות.

« עבד-Level Diagnostics

כל עבד פרופ'יבוס יכול לדווח על מעמדו באמצעות טלגרם אבחון סטנדרטי.

(FLT:0) אבחון הקשור ל-DevicesFLT:1: מצב בריאות כללי, מתח אספקה, טמפרטורה פנימית וגרסה קושחה.
(FLT:0) אבחון הקשור לאבחון: מידע על ערוצים כגון הפסקת חוט חיישן, מעגל קצר, תת-טווח/טווח, ו calibration.
(FLT:0) אבחון ספציפי של מאנופיטור (Manufacturer-specificאבחוןsamidesFLT:1): נתונים מוגדרים על ידי Vendor כגון ספירת נסיעות מוטורית, או מסנן סטטוס clogging.

אוטובוסים אנליסטים ופרוטוקול Tracers

עבור בעיות עמוקות, מנתח אוטובוס פרופ'יבוס (כגון דונג המחובר USB עם תוכנה ייעודית) יכול ללכוד כל מסגרת על האוטובוס.כלים אלה מאפשרים למהנדסים לבדוק תזמון מסגרת, לפענח תוכן נתונים, לזהות מכשירים פגומים.

(ב) ,0) ,לא ניגודים של כפל 1: , בתוצאה לא נכונה, מה שמוביל להשתקפות אותות וטעויות קטנות.
(FLT:0) הגדרות שאלון שגויות (FLT:103): מכשירים שנקבעו למהירויות שונות לא יתקשרו, אך המנתח יכול לזהות את שיעור הבשור בפועל.
(ב) ,0) ,13: 2 מכשירים עם אותה כתובת סיבה לתגובות גסות.
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מניעת תחזוקה

כדי למזער את זמן השבתה הבלתי מתוכנן, לאמץ את האמצעים המונעים הללו:

באופן קבוע לבדוק את הנתונים הסטטיסטיים האבדיונים עבור מגמות עומס האוטובוס ושיעורי השגיאה.
מעת לעת לבדוק את התנגדות הסיום ויושרה כבל עם בודק שדהבוס.
שמור על כבלי פרופ'יבוס, מחברים ומונחים על יד תחליף מהיר.
מסמך הטופולוגיה של הרשת, כתובות המכשיר ופרמטרי התצורה ב-Repository מרכזי.

היתרונות של שימוש ב-Dibus ב- DCS

הגדלת פרופ'יבוס למערכת בקרה מבוזרת מספקת יתרונות מוחשיים המשפיעים ישירות על ביצועים תפעוליים ויעילות עלות.

תקשורת מהירה והגנתית

עם שיעורי נתונים עד 12 Mbit / וזמני מחזור דטרמיניסטי, פרופ'יבוס עונה לדרישות בזמן אמת של אפילו את המשימות האוטומציה התובעניות ביותר.השכבה הפיזית RS-485 שלה ו- CRC בדיקת שגיאות להבטיח שלמות נתונים בסביבה תעשייתית קשה עם התערבות אלקטרומגנטית גבוהה.

סקלאלה עבור מערכות גדולות

פרופ'יבוס תומך עד 126 נקודות רשת (עם חזרות), מה שהופך אותו מתאים עבור מתקני DCS עם אלפי נקודות I / O. מאסטרים מרובים יכולים לשתף את אותו אוטובוס, המאפשר ארכיטקטורות מבוזרים שבו כל מאסטר מטפל אזור תהליך מסוים.הרשת ניתן להרחיב בקלות על ידי הוספת חזרות או זוג עבור פלחי פרופ'בוס-PA.

רובוסטנס בסביבה הבושה

רכיבי פרופ'יבוס נועדו לתנאים תעשייתיים, עם טווחי טמפרטורה מורחבים, התנגדות לרטוטה ואפשרויות לתקני דחוסים ל- IP67.חסינות הפרוטוקול לרעש חשמלי ויכולתו לפעול למרחקים ארוכים, הופכת אותה לבחירה אמינה עבור מתקנים חיצוניים ומסוכנת של האזור.

כלים אבחון

היכולות האבחון הרב-דרגתיות של פרופ'בוס מאפשרות למפעילים ולצוותי תחזוקה לזהות ולפתור בעיות במהירות.זה מקטין זמן לתקן (MTTR) ומשפר את יעילות הציוד הכוללת (OEE) את היכולת לגשת לאבחון מרחוק באמצעות DCS גם מפחיתה את הצורך לביקורי שדה.

יכולת בין יצרנים שונים

מכיוון שפרופ'יבוס הוא תקן פתוח הנשלט על ידי פרופ'יבוס &אמפ; פרופ'ינט אינטרנשיונל (PI), מכשירים ממוכרים שונים יכולים לפעול יחד על אותו אוטובוס כל עוד הם מוסמכים.זה נותן למשתמש גמישות בבחירת מכשירים, דחף, ו- I / O מודולים המבוססים על על על על עלות, ביצועים, ספקים מועדפים, ולא להיות נעול לתוך מערכת אקולוגית קניינית.

Best Practices for Profibus Network Design

ציור מעשרות שנים של ניסיון בתחום, שיטות העבודה הטובות הבאות יסייע להבטיח פריסת פרופ'יבוס מוצלחת ב- DCS:

(FLT:0) מרכיבים מוסמכים רק FLT:1: כבלים, מחברים, מונים, ומכשירים הנושאים את סימן הסמכה PI מבטיח יכולת הדדית וביצועים.
(FLT:0) שמור על הטופולוגיה של האוטובוס פשוטה FLT:1: להימנע מכוכב או טבעת להתנצלות ללא רכזות פעיל. השתמש בשרשרת ליניארית עם סיום הולם בשני הקצוות.אם מבנים מעץ הם בלתי נמנעים, השתמש חוזרים כדי ליצור פלחים נפרדים.
(FLT:0) , כבלי חשמל ונתונים ; כביש פרופ'בוס הרחק מכבלי חשמל בעלי מתח גבוה, מניעים מוטוריים ודחפים משתנים (VFDs) למזער רעשים מעודנים. לשמור על הפרדה מינימלית של 20 ס"מ לקווי ייבוש נמוך ו 50 ס"מ לקווי טמפרטורות בינוניות.
(FLT:0Ground FitFLT:1): חיבור מגנים כבל בקצה אחד בלבד (בדרך כלל בצד המאסטר) כדי להימנע מלאות קרקעיות.
(FLT:0) ביצוע כל דבר FLT:1: לשמור על דיאגרמות רשת מדויקות, טבלאות כתובת המכשיר וגיבויי תצורה.התיעוד הזה הוא בלתי יקר במהלך ההתרחבות ופתרון בעיות.
(FLT:0) לפני הגשת בקשה ל- 1:1: השתמש מנתח אוטובוס כדי לאמת איכות אות, סיום ותגובה למכשיר לפני שילוב עם DCS, זה תופס את רוב בעיות השכבות הפיזיות מוקדם.

השוואה עם שדות אחרים

בעוד פרופ'יבוס הוא תקן בוגר ומאומץ נרחב, זה לא רק שדהבוס זמין עבור יישומי DCS. הבנת נקודות החוזק שלו יחסית חלופות עוזר בקבלת בחירה מושכלת.

פרופ' פרופ' פרופ' פרופ' פרופ'

פרופ'ינט הוא יורשו מבוסס Ethernet לפרופ'יובוס, המציע שיעורי נתונים גבוהים יותר (100 Mbit/s ומעבר) ותמיכה באינטגרציה IT. עם זאת, פרופ'יבוס עדיין מחזיק ביתרונות באוטומציה של תהליך בשל תמיכת הבטיחות הפנימית שלה (Profibus-PA) וטווחי כבלים ארוכים יותר ללא מתגים רבים DCS משתמשים הן: פרופ'בוס-PA עבור כלי שדה ו-N עבור בקר מהיר ו-O- I-שליטה גבוהה.

פרופ'נביבוס לעומת Foundation Fieldbus

Foundation Fieldbus (FF) הוא תקן אוטומציה של תהליך אחר המתחרה ישירות עם פרופ'יבוס-PA. FF מציע כוח ותקשורת דומה באופן לא מהותי על כבל חד-חוטי יחיד, עם תכונות נוספות כמו תזמון תפקוד ותקשורת עמיתים-לעמית בין מכשירים שדה.עם זאת, פרופ'בוס-PA הוא לעתים קרובות לטובת שילוב הדוק יותר עם העולם ה-פרופ'בול-DP שלה ומותקן יותר כבסיס כמו אזורי אסיה ואסיה.

פרופ' פרופ' נורבוס מול Modbus RTU

Modbus RTU הוא פרוטוקול פשוט יותר, מבוגר יותר כי הוא על פני RS-485. קל יותר ליישם ודורש חומרה פחות מיוחדת, אבל זה חסר את התזמון הדטרמיוני, העושר האבחון, ואת יכולות רב-master של פרופ'יובוס.עבור נקודת-עד פשוטה או מערכות I/O קטנות, Modbus עשוי להיות מספיק, אבל עבור יישומים מורכבים, זמינות גבוהה, DS פרופ ', הוא הבחירה העליונה.

עתידו של פרופ'בוס בקונטקסט של התעשייה 4.0

למרות עליית תקני Ethernet תעשייתיים כגון פרופ'ינט ו- OPC UA, פרופ'יבוס עדיין רלוונטי בהתקנות DCS רבות, במיוחד באתרי חומים שבהם מכשירים מכוונים ומוסמכים נרחבים כבר נמצאים במקום.הפרוטוקול ממשיך להיות נתמך על ידי ספקים גדולים של DCS, והתקנים חדשים עדיין משוחררים עם ממשקי פרופ'יבוס.

עבור פרויקטים של גרינפילד, המגמה היא לתקשורת מבוססת Ethernet בשל רוחב הפס הגבוה שלה ושילוב פשוט יותר עם מערכות IT ארגוניות.עם זאת, פרופ'יבוס-PA נותרה הבחירה המועדפת עבור כלי שיט באזור מסוכנים, שבו שכבת MBP מספקת פתרון מוכח, בטוח באופן בלתי פתיר כי חלופות מבוססות Ethernet עדיין לא תואמים את שערי ההיברידיים גם מאפשרות לחלקי של פרופ'בוס להיות מקושרים מודרניים אובססיה, תוך שמירה על מיזמים דיגיטליים קיימים, תוך שמירה על פני השטח.

כמו תעשייה 4.0 מניעים דרישה ליותר נתונים מרמת השדה, הערוצים האבחון של פרופ'יבוס ותמיכה בנתוני נתונים גדולים (עד 244 חתכים להודעה) ממונף לתחזוקה ואופטימיזציה של נכסים חיזויים.הטבע הדטרמיוני של הפרוטוקול גם הופך אותו מתאים ליישומים רגישים לזמן (TSN) כאשר נעשה בהם שימוש בשילוב עם טכנולוגיות ממושכות מתאימות.

מסקנה

פרופ'יבוס הוא פרוטוקול תקשורת מוכח ורב עוצמה עבור מערכות בקרה מבוזרות טיפול במשימות אוטומציה מורכבות.שילוב של חילופי נתונים דו-טרמיניסטיים במהירות גבוהה, אפשרויות שכבתיות פיזיות חזקות, אבחון מקיף, ושילוב רב-דורי של מערכות בקרה הופך אותה לבחירה מצוינת עבור סביבות תעשייתיות תובעניות.על ידי הבנת הגרסאות פרוטוקול, תכנון הארכיטקטורה של הרשת בקפידה, בחירת רכיבים מוסמכים, ולאחר שיטות הטובות ביותר עבור התקנה ותחזוקה, מהנדסים יכולים לבנות DCS יכולת שליטה מדויקת, פתרון בעיות קלות, פתרון מהיר.

(ב) למפרט טכני מפורט יותר ומשאבים הסמכה, מתייחס לתיעוד הרשמי של פרופ'יבוס הזמין מ-FLT:0Profibus & Profinet International (PI)FLT:1; הדרכה מעשית נוספת בעיצוב רשת ניתן למצוא ב-FLT:2Siemens Profibus System GuideFLT 3: והשוואה של טכנולוגיות שדהבוס עבור אוטומציה זמינה מ-FLT5cal, בדיקה של שיטות בקרה ו-ACTFD.