Profibus (Process Field Bus) olgun, standartlaştırılmış bir dijital iletişim protokolüdür, çünkü 1980'lerin sonlarında endüstriyel otomasyonların tanıtılması, geniş bir otomasyon cihazlarına bağlanmak için tasarlanmıştır. - endüstriyel ortamlara birincil katkı, sistem değiştiricilerinin (PLC) geliştirilmesi, sürücülerin ve insan-makul arayüzlerinin (HMIs)-Profibus, bu ayrımcı bileşenleri güvenilir ve genel olarak daha fazla üreticiyi yetiştirmek için farklı bileşenleri güçlendirmek ve daha fazla tedarikçiyi güçlendirmek için bir araya getirmelerini sağlar.
Profibus Nedir?
Profibus, protokol açık ve satıcı-nötrütürünü sağlayan bir alanbus protokolüdür. Başlangıçta Siemens tarafından yönetilen ve daha sonra Profibus & tarafından tutulan bir konsorsiyum tarafından geliştirildi; Profinet International (PI), protokolün açık ve satıcı-neutral olmasını sağlayan bağımsız bir organizasyon.
Profibus, farklı uygulama alanları için her biri için üç ana versiyonda geliyor:
- [FONT:0)Profibus DP (Yeraltı Peripherals): [Döneticileri, en yaygın kullanılan varyantlar, yüksek hızlı iletişim kontrol cihazları arasında optimize edilmiş ve I/O cihazları dağıtmıştır. Birkaç milisaniye kadar döngü katlarını destekler, zaman-kritik üretim süreçleri için ideal hale getirir.
- [FONT:0)Profibus PA (Process Otomasyon): [Döneticiler için tasarlanmış (kimyasal, petrol ve gaz, farmasötik), daha düşük hızlarda çalışır, ancak cihazlar (örneğin, baskı vericileri, valf pozisyonlayıcıları) doğrudan otobüslere (MBP) izin verir, tehlikeli bölgelere yönelik ayrıntılı güvenlik sağlar.
- [FONT:0)Profibus FMS (Fieldbus Mesajı): [Dönetici: 1) Profinet ve OPC UA gibi akıllı cihazlar arasındaki daha karmaşık bir değişken.
Protokol, bir ustanın (tipik olarak bir PLC veya DCS) bir üst düzey köle cihazları ile veri paylaşımını (sensors, aktüatörler, sürücüler) Deterministic token-passing mekanizmaları, tüm ustaların güvenli bir döngü zamanında otobüse erişimini sağlamak için, gerçek zamanlı kontrol için kritik olan bir şekilde teşvik eder. Ek olarak, Profibus uzaktan tanı, parametreleme ve yapılandırmaları destekler, mühendislere sağlık ve sistem performansına derin bir görünürlük sağlar.
Tarihsel Context ve Evolution
Profibus 1980'lerde endüstriyel otomasyon, merkezi kontrol sistemlerinden başlayarak mimarlıkları dağıtacak şekilde ortaya çıktı.Mily(), bireysel satıcılardan yapılan sistem entegrasyonu pahalı ve esnek hale geldi. yanıt olarak, Alman otomasyon üreticileri, Siemens tarafından yürütülen, 2020'lerin başlarında, açık bir alanbusu standartı ilk Profibus standardı 1989'da serbest bırakıldı.
Protokolün uzunluğu, Kuzey Amerika'daki (PNO) ve Asya'daki Profibus DP V0'ın tanıtılması nedeniyledir ve V2 profilleri daha yüksek bant genişliği ve daha hızlı bir şekilde sunulabilir ve sağlam iletişimde hakim bir ayak izi tutar.Profesyonel güvenlik gereksinimlerine sahip olan PA varyantlarının geliştirilmesi.
Profibus Interoperability Nasıl Geliştirilir
Interoperability - farklı satıcılardan gelen cihazlardan özel mühendislik olmadan iletişim kurma ve işlev kurma yeteneği - Profibus'un temel değer önermesi. protokol bunu birkaç birbirine bağlı mekanizmayla gerçekleştirir:
Standartlaştırılmış Protokol ve Profil Tanımları
Profibus, belirli cihaz sınıflarının (örneğin, encoders, sıcaklık vericileri) nasıl bir cihazla ilgili olarak, herhangi bir üreticiden gelen bir profilli bir cihazla aynı şekilde işlem yapabilmesi için geçerlidir.In base communication, PI, işleyicileri ve iletişim profiline göre, örneğin, bir Profibus DP sürücüsünden (PROFIFIFIFIFIFIFIFIFIFIFIFIFIFIdrive) aynı profilini kullanır.
Açık Mimari ve Sertifika Programı
Tek bir satıcıya bağlı kapalı protokollerin aksine, Profibus, standart ve profillere uygun olarak tasarlanmış bir kimlik numarasıdır ve küresel bir veritabanında yayımlanmış cihazlara dağıtılmalıdır.
Deterministic Real-Time İletişim
Endüstriyel kontrol öngörülebilir zaman gerektirir - bir valf tanımlı bir pencere içinde açık olmalıdır, bir sensör okuması bir sonraki kontrol kararından önce gelmelidir. Profibus, bus döngüsü zamanı tam olarak bilinen ( mikrosaniyelere kadar) ve jitter en azametleri ile ilgili olarak, bu determinist, her bir döngüde her bir eşleştirici varlık olarak ankete izin verir.
Küçükten Büyük Sistemlere Sahip Olabil
Tek bir Profibus segmenti 32 cihaza destek verebilir (tekleyici olmadan) ve tekrarlayıcıları kullanarak 126 cihaza uzatılabilir: ağ topoloji esnektir: hat, yıldız, ağaç veya kombinasyon. Çünkü Profibus tek bir iş için kullanabilir - çok uluslu bir otomotiv tesisi gerekli değildir - çok sayıda yeni cihazda, aynı protokolleri ve yapılandırma araçlarını kullanarak aynı otobüsleri büyük ölçüde azaltır.
Kapsamlı Tanıklar
Interoperability sadece başlangıçta birlikte çalışmakla ilgili değildir; aynı zamanda cihaz başarısızlıkları, yeniden satın alma ve genişlemeleri hakkındadır.Proibus, Profibus'un cihaz seviyesindeki ve bu yazılımlar seviyesindeki kapsamlı teşhis mesajları sunar.Bir köle belirli bir hata kodu bildirebilir (örneğin, “sensor başarısızlık”, “overload” “kıtamamlama” ve usta bunları özel mantık olmadan alabilir. Standart teşhis araçları, Profibus analiz eder ve yazılımları test eder.
Temel Endüstrilerde Profibus Uygulamaları
Profibus, geniş bir endüstriyel sektör yelpazesinde dağıtılır, her biri içebilirlik ve gerçek zamanlı yetenekleri farklı şekilde kullanır.
Üretim ve Fabrika Otomasyonu
Ayrık üretimde, Profibus DP, PLC'leri sensörler, eylemciler, sürücüler ve robotik ile birleştirir. Örneğin, bir otomotiv montaj hattında, Profibus bağlantıları her istasyonda merkez kontrol kabinine standartlaştırır çünkü konveyörler kontrol eden şeritler ile pozisyon ve statüyü sürücülerle iletişim kurarlar.Deterministic bu döngü, birkaç milisaniye içinde tüm istasyonların senkronize etmesini sağlar.
Süreç Otomasyonu
Kimyasal bitkiler, rafineriler ve farmasötik tesisler Profibus PA'yu sürekli işlem kontrolü için kullanıyor. PA cihazları, baskı vericileri, sıcaklık sensörleri ve valf pozisyonlayıcıları gibi, aynı iki kablo üzerinde hem güç hem de verilerle bağlantılı olarak çalışır. PA ve DP'nın sorunsuz bir şekilde entegrasyonu, bu cihazlardan doğrudan bölge 0/1 tehlikeli alanlara geçiş yapabilmelerini sağlar.A process otomasyon sistemi birden çok Profibus PA segmenti içerebilir.
Enerji ve Utilities
Power nesil bitkiler, rüzgar çiftlikleri ve su arıtma tesisleri, Profibus'u izleme ve kontrol için kullanır.Birleştirilmiş döngüsü gaz türbini bitkisinde, Profibus yanma kontrol valfleri, gaz analizörleri ve vib sensörleri DCS'ye bağlanır.Farklı satıcılardan cihazlar karıştırma yeteneği -Siemens Türbinleri, Yokogawa analizörleri, Emerson valf pozisyonlayıcıları - Özel mühendislik olmadan, Profibusun arayabilirlik sistemleri, aynı şekilde, su dağıtım sistemlerinde, Profibus, veri akış ölçüm sistemleri iletir.
Building Otomasyon ve Malzeme İşleme
Büyük ticari binalar ve lojistik depolar, yüksek hızlı trenler için Profibus kullanıyor, aydınlatma ve konveyör sistemleri. BACnet ve Modbus da ortak olsa da, Profibus'un deterministic performansı, yüksek hızlı bir şekilde yönlendirilen araçlar için avantajlıdır (AGVs) dağıtım merkezleri için.
Interoperability Beyond Faydaları
Interoperability, başlık özelliği olsa da, Profibus'un benimsenmesi birkaç ilgili operasyonel avantaj sağlar:
- [FONT:0)Redük Wiring ve Tesis Maliyetleri: Tek bir Profibus kablo her sensör ve eylemci için çok sayıda paralel tel yerine gelir. Bu, malzeme maliyetlerini, kurulum işini ve kablolarda gerekli fiziksel alanı azaltır.
- [FONT=0) Basitleştirilmiş Komisyon: [Döneticiler varsayılan parametreleri tanımlar ve teşhis kimlikleri tanımlar, mühendisler standart araçları kullanarak bir Profibus ağı (örneğin, Simatic Step 7, TIA Portal veya üçüncü taraf yapılandırmacılar) kolayca iletişim kurmak için yeterlidir.
- [FONT:0)Reliable ve Robust İletişim: RS-485 fiziksel katman, galvanic izolasyon ve tekrarlayıcılarla birlikte, fabrika ortamlarında mükemmel gürültü bağışıklığı sağlar. Profibus ağları iletişim aksaklıkları olmadan yıllarca düzenli olarak çalışır, doğru zemin ve sonlandırma korunur.
- [FONT:0]Yaşam döngüsü Yönetimi ve Backward Uyumluluk: 1990'larda üretilen bir Profibus cihazı, PI tarafından uygulanan sıkı geri uyumluluk sayesinde, tüm alan enstrümanını değiştirmeden yavaş yavaş yavaş yükselten şirketler için kritik.
- [FONT:0] Global Ekosistemi Destek ve Eğitim: Dünya çapında yüzlerce ürün tedarikçi, eğitim merkezi ve teknik destek kaynağı ile mühendisler, belgeyi kolayca bulabilirler, örneğin kodu ve uzman yardım. Bu ekosistem teknolojiyi benimseme riskini azaltır.
Diğer Fieldbuss'un Context of Other Fieldbuss
Profibus'un rolünü takdir etmek için, diğer ortak endüstriyel ağlarla karşılaştırmaya yardımcı olur. Modbus RTU ve ASCII daha basit, yavaş ve düşük hız izleme için uygun hale getirmek, ancak gerçek zamanlı kontrol için uygun olmayan cihazlar için daha pahalı olmayan bir cihaz seviyesindeki tanılar sunar: EtherCNet/IP (CIP) ve EtherCAT, Ethernet tabanlı protokolleri daha yüksek bant genişliği ile sağlar, ancak daha pahalı anahtarlar ve daha karmaşık yapılandırmalar gerektirir.
Süreç otomasyonunda, ana rakip Vakıf Fieldbus. Vakıf Fieldbus da otobüs üzerinde yoğunlaşmış ve daha karmaşık bir iletişim yığını kullanır ve birçok bölgede Profibus PA'nun uyumlulukını daha küçük bir şekilde kullanmaktadır.Profebus PA'nun her iki ayrı ayrı ve süreç kontrolüne ihtiyacı olan projelerde bir kenar sunar.
Otomasyonda Profibus Geleceği
Endüstri iletişim alanı Ethernet tabanlı protokollerine doğru ilerliyor: Profinet, EtherNet/IP, OPC UA ve TSN. Profinet, Endüstri 4.0'ın arka kemiği olarak Profibus'a gidiyor, 1 Gbit /s'a kadar daha hızlı döngü süreleri ( 31.25 μs'ye kadar) ve tüm altyapı sahipleri için destek, IIoT ve bulut bağlantılarını aktif olarak teşvik ediyor.
Ek olarak, PI, bir sonraki nesil PLC'ler (örneğin, Siemens SIMATIC S7-1500) yerli olarak hem de Profinet ve Profibus'u destekler, özellikle MBP'nin üzerinde bulunan ve devralınması için bir Profinet kontrolöre izin verir.
Eğitim ve eğitimde, Profibus hala sahabus ilkelerinin temel örneği olarak öğretilir. Tasarımını anlamak -master-slave modelleri, deterministic token geçiş, cihaz profilleri ve fiziksel katman seçenekleri - modern ağlara çeviren zihinsel bir model ile öğrenciler.
Meydanlar ve düşünceler
Hiçbir protokol mükemmel değildir. Profibus, mühendislerin dikkate alınması gereken sınırlamaları vardır. bir DP segmenti için maksimum kablo uzunluğu 1200 metredir (en iyileştiriciler olmadan 12 Mbps'de tekrarlayıcı veya fiber optik bağlantıları olmadan çok büyük tesisatlar için yetersiz olabilir. RS--elektriksel arayüz, sinyal yansımalarından kaçınmak için dikkatli bir son derece önemlidir, standart bir tüketici ağ araçları en yüksek çözünürlükte kullanılabilirlik sağlar; uzman Profibuslar ve oscilloskoplar da gereklidir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Profibus, endüstriyel otomasyon içilebilirliği temel taşı olarak kalır. Uluslararası standartlar, açık sertifika programına olan bağlılığı, endüstrinin Ethernet tabanlı ağlara geçiş yapmasına izin verirken, Profibus'un birçok satıcıdan ekipman entegre etmesi ve işlemesi için uygun bir çözüm olmasını sağlar.Heibus güvenilir, güvenilir, uygulanabilir ve ölçeklenebilir bir iletişim sağlar.
Daha fazla okuma için, resmi Profibus belgelerine [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜ:2.Siemens'in Profibus sayfası[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ