Modern endüstriyel otomasyonda, konveyör sistemleri malzeme işlemenin arka kemiğidir, montaj hatları ve lojistik operasyonları. Birden fazla konveyör segmentinde hassas senkronizasyon, ürün hasarını ve minimisyonlarını azaltmak için kritiktir.Process Field Bus), olgun ve yaygın olarak kabul edilen bir alanbus protokolü, bu koordinasyon seviyesini sağlayan, daha basit bir şekilde azaltmayı sağlar.
Bu makale, Profibus'u konveyör sistemi otomasyonunda etkili bir şekilde dağıtmanın, protokol temellerini, ağ tasarımını, en iyi uygulamaları, sorun gidermeyi ve modern alternatiflere karşılaştırmalı bir bakış açısını araştırıyor.Yeni bir çizgi tasarlarken, Profibus'un yeteneklerini anlamak - ve sınırlamalarını tartışmak - operasyon ihtiyaçlarınızı karşılamak için yardımcı olacaktır.
Profibus'u ve Cam Synchronization'daki rolünü anlamak
Profibus, 1980'lerin sonlarında Alman otomasyon şirketlerinden oluşan bir konsorsiyum tarafından geliştirildi ve 61158 ve IEC 61784 altında standartlaşmıştır.[Dörtüncü dereceler için 12 Mbit /s olarak, yüksek hızlarda maksimum segment uzunluğu ile birlikte (yerli konveyörler) ve uzaktan konveyör sistemleri için en uygun fiyatlı, en az kullanılan Profibus DP) (Merkez Peripherals) (Desansiyonelleştirilmiş Periferler) ve uzaktan konveyörler için optimize edilmiştir.
Bu öngörülebilir zamanlama, tüm cihazların sınırlı bir aralıkta güncellendiğini garanti eder.In konveyör sistemleri için, birden fazla motor sürücülerin kilitlenmeleri veya sensörlerin sabit bir şekilde verimi rapor edebilir.Bu öngörülebilir zamanlama, tüm cihazların güncellenen noktaları ve durumu bilgilerini sınır dışı edilen bir aralıkta almasını sağlar.In konveyör sistemleri için, bu, birden fazla motor sürücülerin tam koordinasyonda hareket etmesi gerektiği anlamına gelir.
Cam Otomasyon için kritik Faydaları
- [FONT:0)Deterministic real-time iletişim: Bus döngüsü 12 Mbit /s'te 1 ms kadar düşük olan zamanlar, konveyör segmentlerinin sıkı koordinasyonuna izin verir.
- [FONT:0) Yüksek veri bütünlüğü:[Dönetici:[Dönetici:0) CRC kontrolleri ve tekrarlanabilirlik, kaybedilen veya bozulmuş bir telgrafın aynı döngü içinde tespit edildiği ve yeniden aktarıldığı anlamına gelir.
- [FONT:0)Proven güvenilirlik: [Dönetici kullanımı ile, Profibus bileşenleri sağlam ve iyi eğitimlidir.
- [FONT:0) Büyük sistemler için en etkili olan: Noktasal kablo ile kıyaslanmış, tek bir otobüs kablosu yükleme süresini ve malzeme maliyetlerini azaltır.
- [FONT:0)Stoperability:[Dönetici:[Dönetici:0) Standartlaştırılmış GSD (Genel İstasyon Açıklama) dosyaları, cihazlara aynı ağda karıştırılması için izin verir.
Bir Profibus Cam Otomasyon Sisteminin Temelleri
Bir Profibus ağ konveyör kontrolü için inşa etmek, donanım mimarisinin net bir anlayış gerektirir. Sistem, bir veya daha fazla usta ile (tipik olarak bir PLC veya hareket kontrolörü) segment başına 126 köleye kadar kontrol eder.
Master (Class 1 ve Sınıf 2)
[FONT=0]Kuş 1 master[Döneticileri) veya FİLMİŞİMEŞİYLEŞİMLER: 2 Üst düzeye kadar, genellikle bir Siemens S7-1200/1500, bir Rockwell ControlLogix bir Profibus modülü ile veya Boschroth veya Beckhoff gibi satıcılardan özel bir hareket kontrolörüdür. )
Köleler (Devices)
Köleler alan cihazlarıdır - sürücüler, uzaktan I/O bloklar, kodlayıcılar, sensörler ve eylemciler.Her köle, yalnızca usta tarafından ankete edildiğinde yanıt verir.
- [FONT=0)Variable-fret sürücüleri (VFD)[D)) kontrol motor hızı ve yönünü kontrol altına alıyor.
- [0]Yerelleştirilmiş I/O modüller[Döneticiler, fotoğraf gözleri ve optiğinleri birbirine bağlayantır.
- [FONT:0)Absolute encoders[[DÜT:1] indeksleme ve birleşme için kesin bir pozisyon geri bildirimini sağlar.
- [FONT=0) Akıllı eylemci ağları [Dönetici:0) [Dönetici:0)
Network Altyapısı
- [FONT:0)Cable: [Dönetici: [Dönetici: 0,3|Dönetici: [Dönetici: 0,0) Standart Profibus kablosu genel bir kalkanla çarpışıyor (tip A, B veya C, IEC 61158 61158)
- [[Döncüler:[Döncüler: [D-sub Bağlantılar (bölge kullanımı için IP65-rated) veya M12 dairesel konektörler kompakt cihazlar için.
- [FONT:0)Dönerciler:[Döncüler:[Döncüler:[Döncüler: [Döncüler: [Döncüler: [Döncüler: [Döncüler: [DüzDüzDÜT:1] Bir otobüs segmenti sinyal yansımalarını önlemek için her iki ucunda bir terime sahip olmalıdır. Aktif terminatörler kritik uygulamalar için tercih edilir.
- [FONT:0)Repeaters:[[Döneticiler: segmentin 1.2 km'nin ötesine uzatarak veya segment başına 32'den fazla cihaz eklemek için kullanılır.
- [FONT:0)Power tedarik: [Dönetici:[Dönetici] Profibus'un kendisi güç taşımaz; her cihaz, hibrit bir kablo kullanmadıkça kendi tedarikini gerektirir.
Cam Sistemlerinde Profibus için Uygulama Adımları
Profibus'u başarıyla uygulamak, tasarımdan komisyon yoluyla yapısal bir yaklaşım gerektirir. Aşağıda, senkronizasyona özel düşüncelere vurgu yapmak için temel adımlar vardır.
1. Assess System Gereksinimler
Anahtar parametrelerinin gerekli döngü zamanını (örneğin, 5 ms yüksek hızlı sıralama için), cihazlar arasındaki mesafe ve ya da bağımsız modların gerekli olduğunu düşünün. Ayrıca çevresel faktörlere göz atın: çevre sıcaklığı, VFDs'ten elektrik gürültüsü ve kablolama yollarından.
2. Profibus Variant ve Profil seçin
Çoğu konveyör uygulaması için, [[0)Profibus DP-V1[Dönetici: 1 ) Doğru seçimdir.Aynı zamanda Profibus DP'nin parametresi ile ilgili olarak (DP-V0) artı parametreleme ve tanılama hizmetleri kullanarak dikkate alınır.If you need Hour-synchronized operation, useENFLT:2).
3. Network Topology'yi tasarlayın
En basit topoloji lineer bir otobüstir.Bir tesis aracılığıyla yılan için, tekrarlayıcılarla birden çok segmente ihtiyacınız olabilir. Star veya ağaç topolojileri RS-485 tekrarlayıcı veya aktif merkezler kullanarak mümkündür, ancak bu topoloji en az geç için tercih edilir.Ana Sayfanın sonunda ve terimleyiciye ihtiyacınız olabilir.
4. Configure Device Addresses ve GSD Files
Her köle, benzersiz bir adres gerektirir (DIP anahtarları veya yazılım ile birlikte). her cihaz üreticisinden GSD dosyaları indirin ve bunları yapılandırma aracınıza (örneğin, Siemens TIA Portal, Rockwell RSLogix 5000 ProSoft modülü ile ProSoft modülü veya üçüncü taraf araçları ile birlikte).
5.Youhronization için Cyclic Data Exchange'i ayarlayın
Her köle için süreç verilerini (PZD) tanımlayın. Bir VFD için, tipik PZD, bir kontrol kelimeyi, hız setpointünü, durumu kelimeyi ve gerçek zamanlı olarak gönderir. Master, tüm sürücülere bir tek otobüs döngüsünde bir dizi işaret eder ve bir senkronizasyonda gerçek değerleri okur. Tüm sürücüler için aynı döngü zamanını kullanın ve aynı zamanda mastera yol gösterir.
6. Implement Isochronous Mode (Eğer Gerekliyse)
Nanosaniye düzeyinde koordinasyon gerektiren uygulamalar (örneğin, hareketli bir konveyörde toplanıp yer alan) etkinleştirilen noktalar için, bu, ustanın ve kölelerin saatlerini doğru bir şekilde kilitler -özellikle de belirli parametrelerle yapılır.
7. Komisyon ve Geçerlilik
Ağa güç ve tüm kölelerin online olduğunu doğrulamak için master'ın tanı işlevlerini kullanın. Test komutları gönderin ve geri bildirimleri izleyin. Gerçek otobüs döngüsünü bir protokol analizi ile ölçün (örneğin, ProfiTrace veya bir Wireshark) Bir Profibus dongle ile kontrol edin.
senkronizasyon ve performans için en iyi uygulamalar
İyi tasarlanmış bir ağla bile, birkaç faktör en iyi uygulamaları en iyi performansları korumak için takip edebilir.
Bus Döngüsü Zamanını Minik
Her kölenin, yüksek cihazla 12 Mbit / baud oranına sahip olduğu kadar düşük bir miktar tutar.Eğer akülü moda sahip olmak zorunda değildir, genellikle 2-5 ms döngüsü zamanına kadar yeterlidir (Veri uzunluğu ve vaftiz oranına bağlı olarak).
Global Control (GC) Telegrams
Profibus, Global Control (GC) telgrafı olarak adlandırılan özel bir telgrafı tanımlar ve ustanın aynı anda tüm kölelere yayınlayabileceğini varsaymaktadır. GC'de senkronizasyon sayacı veya “Başlangıç” komutunu da dahil ederek, tüm köleler aynı anda hareket profiline başlayabilir.
Yer ve
Cam sistemleri genellikle VFDs, motorlar tarafından çevrilidir ve elektromanyetik müdahale üreten değerli kabloları her iki ucunda (veya en azından bir tane kapasiteli bir zemin seti ile birlikte) çalıştırın.
Tesih ve Biasing
Her zaman otobüsün her iki ucunu da sona erdirin.Profing Dirençleri (pull-up/pull-down) içeren aktif vadeli hataları kullanın.Bus is idle. Improper end is the single most common reason of intermittent errors in Profibus networks.
Düzenli Tanılar ve İzleme
Çoğu PLC'ler, Profibus tanı fonksiyonlarını sağlar. “slave başarısızlığı” için alarmlar ayarlar, “ata değişim zamanı” ve “bus hatası say.”
Dars'ta Ortak Profibus Sorunları Sorun Gidermek
Güçlü ağlar bile sorunlar yaşayabilir. İşte konveyör otomasyondaki en yaygın sorunlar ve bunları nasıl çözebilmek.
senkronizasyonun kaybı
[FONT:0]Symptom: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ] ]
Entire Network Stops (Bus Off)
[FONT:0]Symptom: [Dönetici: 1) [Dönetici:0] [Dönetici:0] [Dönetici: 0,8|D)))))))))))) Evden gelen bir hata (TDR) veya bir cihaz, yarı otobüsü kapatarak devre dışı bırakmak için devre dışı bırakmaktır.
Adres Çatışmaları
[FONT:0]Symptom:[Dönetici:[Dönetici: 1 ) Belirli bir köle ile aynı adresle ilgili olarak iki köleyi de bilgilendirir.[Dönetici: 9/28).
Timing Jitter in Motion Control
[FONT:0)Symptom:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)) Çünkü:[Dönekli bir hareket kontrol cihazı, jitter yanlış T1/T2 ayarları veya yetersiz gerçek zamanlı performansla bir ustadan sonuçlanabilir.Solution:2])
Karşılaştırmalı Analiz: Profibus vs. Diğer Fieldbuslar for glass Otomasyon
Profibus birçok konveyör sistemi için sağlam bir seçim olsa da, yeni alanbuslar farklı ticaret-offlar sunar. Aşağıdaki tablonun altındaki önemli karşılaştırmalar sunar.
- [FONT:0)Profibus DP (12 Mbit/s): [Dönetici için Mükemmel ( segment başına 1.2 km), deterministic, büyük yüklü temel. çok yüksek hızlı hareket için daha az uygun (> 100 axes) veya büyük veri bant genişliği gerektiren sistemler.
- Profinet IRT (100 Mbit/s, isochronous): Hızlı döngü süreleri (< 1 ms for 100 axes), Ethernet altyapısıyla daha kolay entegrasyon, ITnce yakınlaştırmayı destekler.Yeni yüklemeler için varsayılan anahtarları artırın.
- EtherCAT (100 Mbit/s): Extremely düşük jitter (< 1 μs) ve dağıtılmış hareket için yüksek performans. Alt-100 μs döngüsü zaman elde etmek için “işlemler” kullanın.
- [FONT=0]Modbus TCP:[Dönetici:[Dönetici:0) Basit ve düşük maliyetlidir, ancak doğrusal olmayan (CSMA/CD) ve büyük sistemler için daha yavaş konveyörler için iyi.
- [FONT:0)))))[[Döneticileri ve birden çok satıcı ile iyi, ancak 1 Mbit / ve daha kısa mesafelerle sınırlı ( 1 Mbit / 1 Mbit /s)
>10 axes veya isochronous gereklilikleri olan yeni konveyör hatları için, Profinet veya EtherCAT genellikle tercih edilir. Ancak, Profibus, sistem çok uzun mesafelerde (> 300 m) zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman içinde en iyi seçim olmaya devam eder.
Gerçek Dünya Örnekleri ve Vaka Çalışmaları
Otomotiv Assembly Line senkronizasyon
Büyük bir otomotiv OEM, 45 bireysel roller segmentiyle 200 metre uzunluğunda bir konveyör sistemi işletiyor, her biri VFD tarafından yönlendirilen bir VFD (kontrol, statü, Siemens S7-1500, Profibus DP master ve Siemens G120, bir Profibus-DP arayüzü ile her 5 ms ile aynı anda tüm segmentlere bir ürün taranır. Sistem tekrarlayıcı ile 1 ms daha az sürüyor.
Merging ile Ambalaj Hattı
Bir paketleme tesisi, ürün akışlarını bir araya getirmek için birden fazla paralı konveyör kullanır. Her bir birleşme noktası, bir dizi fotoğraf makinesi ve servo tabanlı kemer segmentlerini kontrol eden özel bir PLC'ye sahiptir. PLCs, Profibus DP köleleri, birleşme mantığını koordine eden merkezi bir ustaya sahiptir.Profesyonel pencerelerin kullanımı kesindir, çarpışmaları önler.
Profibus'un gelecekteki
Profibus olgun bir teknolojidir (ilk 1989 yılında serbest bırakılır), daha yüksek bant genişliği ve bulut ile küresel olarak 60 milyondan fazla cihazdır. Birçok endüstri, özellikle farmasötik, gıda ve içecek ve otomotiv, mevcut hatlara güvenmeye devam eder. Ancak, daha yüksek bantlara ve IIoT platformlarına daha kolay entegrasyon sağlayan yeni yüklemeler daha fazla teşvik eder.
konveyör sistemleri için, Profinet'e geçiş yolu basittir: Birçok Profinet ustaları Profibus ağ geçidini (örneğin, Siemens PN / PN çifter veya basit bir IE / PB bağlantı) - Orta vadede, Profibus, özellikle de alan cihazlarının değiştirilmesinin maliyetinin yasaklandığı büyük, dağıtılmış konveyör sistemleri ile birlikte kalacaktır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Profibus, konveyör sistemi otomasyonunda kesin senkronizasyon elde etmek için güçlü, kanıtlanmış bir protokol olarak kalır.Deterministik iletişim, uzun erişim ve sağlam gürültü bağışıklığı, büyük ölçekli, dağıtılmış malzeme işleme uygulamaları için idealdir. Burada belirtilen uygulama adımlarını ve en iyi uygulamaları takip ederek - bakımlı ağ tasarımını, doğru bir şekilde sonlandırma, düzenli tanıları ve güvenilir mod kullanımı - modern üretim talepleri ile çalışan konveyör hatları oluşturabilirsiniz.
Profibus ağ tasarımı ve özellikleri hakkında daha fazla okuma için, Ethernet tabanlı protokollerin yararlanılması [FONTT:1][I][FONT=2} ve [[Döneticileri Profibus sorun giderme rehberi).
Dikkatli planlama ve her iki güçlü ve sınırlamasının bir anlayışla, gerekli olduğunda, gelecekteki yüksek performanslı ağlara yükseltmeler için Profibus'tan yararlanabilirsiniz.