Profibus'u Derinlikte Anlamak

Profibus (Process Field Bus) Siemens tarafından geliştirilen ve Profibus & tarafından desteklenen endüstriyel bir iletişim standardıdır; Profinet International (PI) organizasyonu.Intrinsically safe fields. Profibus, iki birincil versiyonda otomasyon cihazları bağlamak için tasarlanmıştır: Profibus, yüksek hızlı fabrika ve lazerler dahil olmak üzere birden fazla fiziksel medya üzerinde çalışır.

Anada, Profibus, tüm ustaların gerçek zamanlı veri alımı için bir yüksek lisans protokolü ile bir araya gelmelerini sağlar.The token dolaşımları arasında, iletişim kurmak için kontrol edin (tipik olarak sensörler ve eylemciler). Bu, tüm ustaların öngörülebilir bir döngü süresi içinde iletişim kurma şansına sahip olmasını sağlar, gerçek zamanlı veri alımı için önemli olan protokoldür.The token dolaşım tabakaları 1, 2 ve 7, with katman 7, with the PROFRE (AL)

Profibus, 9.6 kbit /s'ten 12 Mbit /s'e kadar veri oranlarına destek vermektedir, 1.5 Mbit / işlem tesislerinde ortaktır.En yüksek kablo uzunluğu, gerçek zamanlı veri alımı ile bir ağ tasarlamak için kritiktir.

Data Acquisition için Profibus

Gerçek zamanlı veri satın alımı için bir Profibus ağı uygulamak dikkatli bir planlama ve yürütme gerektirir. Aşağıdaki adımlar sistematik bir yaklaşım sağlar:

1. Donanım Seçimi ve Ağı Topoloji

Master cihazları (PLCs, DCS kontrolörleri veya PC tabanlı kontrol sistemleri) Profibus DP/PA. Ortak usta uygulamaları, Siemens S7-400, Rockwell ControlLogix'i bir DP/PA çiftleri ile birlikte ve Beckhoff CX serisini entegre etmek için bir bağlantı, değişken frekans sürücüleri, analizciler ve akıllı vericiler.

GSD Files kullanarak yapılandırma

Her bir Profibus cihazı, yeteneklerini, parametrelerini ve iletişim özelliklerini açıklayan bir Genric Station Açıklama (GSD) dosyasına sahiptir.Kontrol yazılımı (örneğin, Siemens STEP 7, ABB Otomasyon Builder, veya üçüncü taraf araçları), her cihaza bir araya gelme süresi, süreç tarafından gerekli olan her bir cihazla eşleme süresine (genellikle 10 milyonluk bir süre boyunca, sabitleme parametreleri (baud oranı, token rotasyon zamanı, slot zaman) geçmek için ayarlandığından emin olun.

3. Cabling ve T kararlılık

150 ULL (örneğin, Belden 3079A for DP, Siemens 6XV1830 for PA) için yüksek çözünürlükte bulunan ve segmentin her birinde aktif bir şekilde sonlandırılması gerekir.Probörüntüde 1 μF kapasiteli bir sinyale sahip olmak için daha uzun süre direnmelidir.

4. Kontrol Sistemleri ile entegrasyon

Fiziksel kablo ve adresi atamadan sonra, Profibus ağı daha yüksek seviyeli kontrol sistemine entegre edin. Bir PLC için, mühendislik aracında bir Profibus master sistemi oluşturun, I/Obuz verilerini işlem değişkenleri için haritalayın ve yapılandırmayı indirin.For SCADA entegrasyonu için, OPC sunucuları veya doğrudan iletişim sürücüleri kullanın. Birçok modern DCS platformları (örneğin, Honeywell Experion, Emerson DeltaV) çok sayıda veri toplama cihazı ile ilgili verileri donduran.

Gerçek Zamanlı Veri Edinimi Süreci

Profibus ağı operasyonel olarak, gerçek zamanlı veri alımı sürekli olarak devam eder. Master Çevrimsel olarak her köle cihazı giriş verileri (örneğin, sensör okumaları) ve yayın verileri (örneğin, 5-20 $) için işlem süresi - aynı zamanda, bilgisayar için başarı döngüsü ile hesaplanabilir - aynı zamanda bilgisayar için deterministic ve küçük kullanım süresinden hesaplanabilir.

Data Collection and monitoring

Profibus PA vericilerinden toplanan veriler, ölçüm değerleri (örneğin, sıcaklık, basınç, seviye, akış), durum bilgileri (iyi, belirsiz, kötü), ve teşhis verileri. Profibus IP cihazları için standart blokları tanımlar (PA Profil 3.0) Analog Girişi, Analog Çıktılar, Ayrılma, vb.) ve Profibuslar için bir çevrim verileri doğrudan bu değerleri OPC-UA ile okur. Modbus TCP (PA Profil 3.0)

Ensuring Data Integrity and Speed

Bir Profibus veri satın alma sisteminde yüksek veri bütünlüğü ve düşük gecikmeliliği korumak için, birkaç en iyi uygulama takip edilmelidir:

  • [[Düzzaman:0)Proper bus zamanlaması:[Dönemli: 1 ) Üreticinin önerilerine göre zaman ve slot zamanı yapılandırın.Tek bir segmentte çok fazla köle eklemek için döngü zamanı simüle etmek için araçlar kullanın - RS-485 için segment başına 32, ancak güç kısıtlamaları nedeniyle 10-15 cihazlar için pratik limit.
  • [[Dönetici veri mekanizmaları: [Dönetici: 0,4][/FONT-bit yüzer bir nokta sıcaklığı gibi), kölenin GSD'deki tutarlı seçeneğin, tüm değeri çevrimler boyunca bölünmesinden emin olmak için sağlar.
  • [FONT:0)Diagnostic izleme:[Dönetici:[Dönetici:0)Dörtücü izleme:[Dönetici:0)Retries, otobüs yükü) tanı aletleri kullanarak, yüksek hata oranları, gürültü veya yanlış anlamayı gösterir.
  • [FONT:0) Bir Çevrimdışı trafiğine dikkat edin:[Dönetici:[Dönetici: 0,0) Bir Çevrimdışı iletişim (örneğin, parametre indirmeleri) jitter'i yataklı veri değişimi için kayıt haline getirebilir.
  • [FONT:0) Uzun mesafeler veya gürültülü ortamlar için fiber optikleri kullanın: [Dönetici: Optik fiber zemin döngülerini ve elektromanyetik müdahaleyi ortadan kaldırır, sabit veri satın almayı kilometreler üzerinde sağlar.

Bu uygulamaları takip ederek, süreç endüstrileri, kapalı-loop kontrolü ve güvenlik kilitleri gereklilikleri karşılayan bir bütünleştirme sistemi ile bir determinist, düşük hacimli veri toplama sistemi elde edebilir.

Süreç Endüstrilerinde Profibus Kullanımının Avantajları

Profibus, işlem ortamında gerçek zamanlı veri satın alımı için birkaç farklı avantaj sağlar:

  • [FONT:0)Deterministic real-time performans: Token-passing protokolü, seri reaktörler veya sürekli distillasyon sütunları gibi sıkı zaman sınırlamaları ile kontrol döngüsü için uygun hale getirir.
  • [FONT:0)Intrinsic security support: Profibus PA, patlama koruyucular olmadan alan cihazlarının 0/1 tehlikeli alanda çalışabilmesine izin verir, yükleme ve bakım maliyetlerini azaltır. Otobüs aynı tel üzerinde güç ve iletişim sağlar, kablolama.
  • [FONT=0)Rich cihazı profilleri: [Dönetici:[Dönetici:0) Standartlaştırılmış profiller (örneğin, PA Profiller için vericiler, eylemciler, sürücüler) satıcılar arasındaki değişimleri sağlar. Bu, entegrasyon mühendisliğini azaltır ve yedek parçaları yönetimi azaltır.
  • [FONT:0)Diagnostic yetenekleri:[Dönetici:[Dönetici:0)Her cihaz, kanaldan gelen durumu ve teşhis bilgilerini sağlar, tahmin edilebilir bakım sağlar.
  • [FONT:0) Global yüklü temel ve destek: Profibus, dünya çapında kurulmuş milyonlarca cihazla en yaygın olarak kabul edilen alanbuslardan biridir. PI, kapsamlı belge, eğitim ve sertifikasyon programları sunar.
  • [FONT:0]Scalability:[Dönetici:[Döneticiler) Ağlar, küçük segmentlerden (birkaç sensör) geniş bitkilere tekrarlayıcılar, köprüler ve fiber optikler kullanarak entegre edilebilir.

Bu avantajlar Profibus'u petrol ve gaz rafinerileri, kimyasal işleme, farmasötik üretim ve atık su arıtma gibi endüstrilerde gerçek zamanlı veri alımı için tercih etti.

Meydanlar ve En İyi Uygulamalar

Güçlülüğüne rağmen, Profibus uygulamaları veri satın alma güvenilirliğini etkileyebilecek ortak zorluklarla karşı karşıyadır. Bu uygulamaları anlamak ve en iyi uygulamaları uygulamak önemlidir:

Ortak Pitfalls

  • [FONT:0)Improper end:[Dönerinatör: [Dönersiz veya yanlış terimleyiciler işaret yansımalarına neden oluyor, iletişim hatalarına ve veri kaybına yol açıyor.Her zaman otobüslerin her iki ucunda aktif terimler kullanın.
  • [FONT:0)Incorrect baud oranı ayarları: Yanlış bir vaftiz ve köleler arasındaki eşleme oranları iletişim başarısızlığına neden olur. Tüm cihazları bir segmentteki aynı vaftiz oranını kullanın.
  • [FONT:0)Ground loops:[[Dönetici: 0,4] Birden çok zemin noktası, izole edilmiş tekrarlayıcı veya fiber optikleri uzun süre çalışır ve tek noktanın PI yönergeleri olarak temellendirilmesini sağlar.
  • [FONT:0)Overloaded bus segmentleri:)En yüksek sayıda cihaz veya kablo uzunluğu sinyalin sıkıştırılması.Deneksiyonları genişletmek ve cihazı yönetmek için tekrarlayıcı kullanın.

Güvenilir Operasyonlar için En İyi Uygulamalar

  • Yazılım araçları kullanarak kapsamlı bir ağ tasarımı (örneğin, Siemens Network Konsülasyonu, Procentec ProfiNet) yapın, zamanlama ve yük hesaplamak.
  • sertifikalı Profibus kablolarını ve bağlantılarını kullanın (örneğin, Siemens 6XV1830-xxx, Belden 3079A) uygun şekilde engellenmiş ve kalkanlama sağlamak için.
  • Tüm cihazları komisyonlamadan önce bir Profibus kablo testi veya teşhis aracı ile otobüs test edin.
  • Operasyon sırasında otobüs trafiği kaydetmek için bir otobüs monitörü veya sniffer (ProiTrace gibi) uygulamak; gerekli hataları analiz etmek ve yapılandırmayı ayarlamak.
  • Görev-kritik süreçler için, reddant Profibus master arabirimleri kullanın (örneğin, Y-link veya redundant DP master) tek başarısızlık noktalarından kaçınmak için.
  • Otobüsü daha yüksek baud oranlarında 0.3 m'den daha uzun süre tut; T-connectors doğrudan otobüs kablosunda kullanın.

Profibus vs. Diğer Alanbuslar for Process Industries

Profibus gerçek zamanlı veri alımı için iyi uygun olsa da, mühendisler genellikle Modbus RTU, Foundation Fieldbus (FF) ve HART gibi diğer protokolleri karşılaştırır.

  • [FONT=0]Modbus RTU:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:0)Modbus RTU:[[Dönetici:[Dönetici: 1) Basit ve daha az pahalı, ancak deterministic zamanlama veya gelişmiş tanı olmadan. Kapalı-loop kontrolü yerine basit veri oturum için en iyi.
  • [FONT:0]Foundation Fieldbus:[Dönetici:[Dönlendirme Alanı:[Dönlendirme Alanı:[Dönlendirme Alanı:[Dönlendirme:0] Benzer bir süreç otomasyonu özellikleri (örneğin, işlev blokları, intrinsic security) farklı bir iletişim mimarisi ile (proformasyon aktif programlama) FF, alanda kontrol için daha güçlü bir uygulama katmanına sahiptir, ancak Profibus PA ile karşı daha küçük bir temel.
  • [FONT:0)HART:[[Dönemli: 0,6|Dönemli 4-20 mA ile dijital overlay; tek değişken ve yavaş güncelleştirmelerle sınırlı; mevcut yüklemeler için uygun, yüksek değişkenli veri satın alma için uygun değil.

Profibus, hız, teşhis zenginliği ve proses otomasyon yetenekleri arasında bir dengeyi vuruyor. Hem hızlı kontrol döngülerine (örneğin DP) hem de tek bir alanbusta, Profibus genellikle en pratik çözümdür.

Süreç Endüstrilerinde Profibus Geleceği

Yeni yüklemelerdeki trend, PRENET (yüksek hızlı üretim için) ve EtherNet/IP gibi Ethernet tabanlı endüstriyel ağlara doğru ilerliyorken, Profibus mevcut bitkilerde önemli kalmaktadır. Birçok işlem tesisi Profibus ağları, diğer on yıl boyunca muhafaza edilecek ve genişletilecek ve genişletilecek bir geçiş için, mevcut Profibus cihazlarını kullanarak kopyalamaya teşvik ediyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Profibus, gerçek zamanlı veri satın alma süreci için sağlam ve kanıtlanmış bir iletişim protokolü olmaya devam ediyor.Deterministik davranışları, intrinsic güvenliği için destek ve geniş cihaz teşhis özellikleri, kritik bir işlem değişkenlerinin verimli bir şekilde izlenmesi ve kontrolü sağlar - uygun bir donanıma sahip olmak, GSD dosyaları ile birlikte yapılandırın ve kontrol sistemleriyle entegrasyon - Profibuslar, güvenilir bir alanbus ağı oluşturmak için sürekli olarak dikkat edin.

Daha fazla okuma için, [[Üyetim:0)Profibus & Profinet International) resmi web sitesi, [[Üyetim:2|Profibus PA teknolojisi sayfası[DÜyetim: 3) ve )