Profibus Dp'i Cam ve Ambalaj Sistemlerinde Kullanımının Avantajları
Modern İmalatta Profibus DP'ya Giriş
Gelişmiş üretim ortamları, konveyörler ve paketleme sistemleri, malzeme akışı ve ürün işlemenin omurgasını oluşturur. Bu sistemler, güvenilir, doğrusal olmayan iletişim (PLC) ile değişken-frekans sürücüleri (VFDs), sensörler ve eylemciler. Profibus DP (Demerkezli Peripherals) otomotiv montajından gıdaya kadar uzanan geniş bir protokol olarak ortaya çıktı.
Protokol ’ merkezi olmayan mimari, gerçek zamanlı yetenekleri, ölçeklenebilirlik, teşhis özellikleri ve maliyet verimliliği ile iletişim kurmalarını sağlar.Bu makale, Profibus DP'nın temel avantajlarını özellikle gerçek zamanlı yetenekleri, ölçeklenebilirliği, teşhis özellikleri ve maliyet verimliliği dahil olmak üzere bir araya getirir.
Profibus DP Nedir? Teknik Vakıflar
Profibus DP, otomasyon kontrolleri ve dağıtılmış periferik cihazlar arasındaki iletişim için tasarlanmış yüksek hızlı bir alanbusdur. 9.6 kbit /s to 12 Mbit /s, en yaygın ayarlarla 1.5 Mbit / fabrika otomasyonu için tasarlanmıştır. protokol bir master-slave (veya çok-master) modeli kullanır: bir veya daha fazla usta (PLC, DCS, PCs) otobüs ve anket köle cihazları (sensorlar, aksiyoncular, sürücüler)
Fiziksel katman genellikle elektrik segmentleri için RS-485, bu uzunlukları daha düşük baud oranlarında tekrarlayıcı olmayan 1.200 metreye kadar uzatıyor. Tekrarlayıcılar ile ağ kanalları birkaç kilometre uzatabilir.Proibus DP ayrıca fiber optik (FO) ve MBP (Manchester Bus) fiziksel tabakaları tehlikeli ortamlar için destekler.
Anahtar teknik özellikler, zamanlayıcı ve eş zamanlı olarak, küçük ağlar için 1 ms kadar düşük), işlem için döngüsel veri değişimi I/O ve parametreleme, yapılandırma ve tanılama için bir çevrim hizmetleri. protokol aynı zamanda zaman toplama, şeytani işlem ve köle-to-slave iletişim ( doğrudan veri alışverişi olmadan köleler arasındaki değişim).
Profibus DP'nın temel avantajları ve Ambalaj
Yüksek Güvenilirlik ve Deterministic Performans
Cam ve paketleme sistemleri öngörülemeyen iletişim gecikmelerine tahammül edemez. Bir ürün pozisyonu, taşıyıcı segmentleri, garantili bir zamanda pencere içinde bir sürücü durdurma veya dalgıç kapısı tetikleyebilir.Proibus DP, jitter ile tipik olarak 12 Mbit /s ile devre dışı bırakmak üzere geçici verileri transfer sağlar. Bu gerçek zamanlı karakteristik, konveyör segmentleri, robotik pick-ve-place birimleri ve paket makineleri arasında tam zamanlı olarak hassas senkronizasyon sağlar.
Protokol hata algılamasını ve hata tolerans mekanizmaları içerir. Her telgraf, kontrolleri içerir ve köle cihazları, döngüsel verileri akışını kesmekle ilgili bilgileri doğrudan bilgilendirebilir.Çok fazla sayıda stop page'da bile önemli maliyetlerde bulunabilir.
Gerçek Zaman İletişim ve senkronizasyon
Profibus DP, önceden tanımlanmış aralıklarda toplandığı bir döngüsel iletim modu destekliyor.In konveyör sistemleri için birden fazla sürücü istasyonları ile, bu, her VFD'nin hız komutlarını ve geri bildirimlerini aynı anda almalarını sağlar.The isochronous mode (Profibus DP-V2), kontrol uygulamasının döngüsü ile bu otobüsü hizaya alan bir küresel saat ekliyor.
Ambalaj uygulamaları genellikle tek bir makine döngüsü içinde çalışmalı birden fazla eylemci içerir. Örneğin, bir akış sarmalı film beslemesi, beslemede ürün, mühürleme barları ve kesme bıçakları için gerekli olan.Proibus DP, 1–5 ms for such applications, 0.3 for most packages, Top performans PLCs ile birleştirildiğinde, alanbusları birçok orta ölçekli sistemlerde pahalıya özel hareket otobüslere ihtiyacı ortadan kaldırır.
Scalability and Flex Topology
Profibus DP ağları birkaç düzineden birkaç yüz cihaza kadar evlenebilir.Kar sistemleri genellikle zamanla gelişti: yeni tür bölgeler, şeritler, paketleme veya paketleme istasyonları eklenir. Alanbus, sadece köle cihazları ekleyerek ve otobüs sayısını sınırlar içinde bağlar. Tekrarlayıcılar ve fiber optik segmentler fiziksel erişimin daha da uzatılabilir.
Ağ topoloji esnektir: doğrusal (daisy-chain), ağaç veya yıldız yapılandırmaları aktif bileşenleri kullanarak mümkündür.In practice, a daisy-chain for the distribution line is cost- effective and easy to komisyon.For large package halls with multiple machines, a star topology with a switch (veya aktif hub) Bu ölçeklenebilirlik, mevcut kontrolörleri veya taksileri değiştirmeden önce üretim talepleri ile büyümenin anlamına gelir.
Interoperability and Device Ecosystem
Profibus DP, Profibus & tarafından desteklenen açık bir standarttır; Profinet International (PI) organizasyonu. Yüzlerce üretici, sensörler (fotoğrafik, endüktör, kapasitif), aktüatörler (pneumatic valfler, elektrikli silindirler), sürücüler (Siemens, ABB, SEW, Lenze, vs.), motor starters, uzaktan I/O modüller ve koşul-monitör birimleri.
GSD (General Station Description) dosyaları her köle cihazın yeteneklerini tanımlar, GSD dosyasını yapılandırır. Bu eklenti-ve oyun felsefesi, kullanıcıların tek bir satıcıya kilitlediği özel protokollerin üzerinde önemli bir avantajdır.
Maliyet-Effective Altyapı ve Basitleştirilmiş Wiring
Geleneksel paralel kablo ile karşılaştırıldığında, Profibus DP önemli ölçüde taksit maliyetlerini azaltır. Tek bir bükülmeli kablo, daha önce her sensörden kaçtı ve her sensörden ve eylemciden geri döndü.Probörlü bir konveyör için, 50 sensörler ve 20 eylemci, ayrı kabloların ortadan kaldırılması materyali, kurulum işi ve dolabın alanı. Otobüs kablo daha hafiftir ve daha az sayıda kavim kutusu gerektirir.
Bakım maliyetleri daha düşük çünkü hatalar otobüs teşhisleri ile tanımlamak daha kolaydır. Her sensörin kablosunu bireysel olarak kontrol etmek yerine, bir teknisyen, hangi kölenin iletişimi kaybettiğini görmek için master istasyonunun tanılarını görebilir. Dahası, bus kablonun sağlam inşaatı (tipik olarak PUR ceketi, braided kalkanı) paketleme ortamındaki ortaklığa karşıdır.
Gelişmiş Teşhis ve Durum İzleme
Profibus DP-V1 ve DP-V2, geniş tanıya izin veren bir döngü hizmetleri geliştirdi. Bir usta cihazı statüsünü, hata kodlarını ve döngü işleme verileriyle müdahale etmeden parametre değerlerini okuyabilirsiniz. Ambalaj makineleri için, bu, sürücülerdeki aşınmanın erken tespiti veya sensörde bozulma anlamına gelir.
Bazı modern Profibus DP köleleri iç veri girişi içerir ve durum değişiklikleri konusunda alarm mesajları gönderebilir. Örneğin, bir motor starter, bir termal gezi gerçekleşmeden önce aşırı sıcaklık durumunu rapor edebilir. Sistem daha sonra acil bir kesinti süresi boyunca bakım planlayabilir.Bu yetenek doğrudan genel ekipman etkinliği (OEE).
Uygulamalı Sistemlerde Uygulama
Malzeme işleme ve dağıtım
Dağıtım merkezlerinde, motor konveyörleri, kemer konveyörleri ve sortasyon sistemleri Profibus DP'yi fotoelektrik sensörleri, barkod okuyucularını ve bölge kontrollerini bağlantıya sokmak için kullanır.Her bölge kontrolörü, konveyörün bir segmentini yönetir ve Profibus DP ile sistem karton kutular arasında kesin boşluk kontrolü elde edebilir ve protokollerin hızlarını engelleyebilir.
Otomatik yönlendirme araçları (AGV) konveyörlerle arayüz genellikle Profibus DP'yi yükleme/yükleme istasyonları ile iletişim kurmak için kullanır. Otobüsün deterministik doğası, gerekli döngü zamanında bir şekilde yürütülmesini sağlar.
Ambalaj Hattı Entegrasyonu
Modern paketleme hatları birden çok makineyi entegre eder: form-uzman birimleri, kartonerler, vaka paketleri ve paletlemeleri.Profebus DP, her makinenin yerel kontrollerini bir line-d seviyesindeki PLC'ye bağlayan arka kemiği olarak çalışır.
Örneğin, dikey bir form-kap-seal makine, Profibus DP'yı mevcut hızı ve film gerilimini alt üst düzey kontrole doğru yönlendirerek, karton makineye dayalı olarak zincir hızını ayarlar.Bu arada, durum paketinin standartlaştırma modellerini lineer olarak genişleterek atıkları azaltır.
Tanı-Driven Bakım Uygulamaları
Profibus DP'yi bir konveyör sisteminde uygulama yaparken, bir el otobüsü (örneğin, Siemens STEP 7, TIA Portal veya üçüncü taraf araçları) bu topolojiyi, cihaz parametrelerini ve tanı eşlerini belgeleyebilir. Technicians, gelecekteki bir sayfayı engellemeye yardımcı olabilir.
Birçok ambalaj hattı acil durum-tavap izleme ve koruma izleme gibi güvenlikle ilgili işlevleri içeriyor.Proibus DP, güvenlik iletişimini sağlamakla birlikte (Federal güvenlik protokolleri gibi), standart Profibus DP ağı, operatörlerin hangi güvenlik problemlerini tetikleyeceğini ve üretimi yeniden başlatmanın zamanı azaltabileceğini tespit etmesine yardımcı olan güvenli olmayan teşhis verileri taşıyabilir.
Alternatif Alanbuslarla Karşılaştırma
Birkaç diğer endüstriyel ağ konveyör ve paketleme uygulamaları ile rekabet eder: Ethernet/IP, Profinet, DeviceNet ve CANopen. Her biri güçlü, ancak Profibus DP belirli senaryolarda avantajlarını koruyor.
[FONT=0]Ethernet/IP[Dönetici:0][Dönetici:0)Ethernet/IP[DDönetici: 0, IP adresi, trafik yönetimi) ve küçük araç sistemleri için yereldir.
[FONT:0]Profinet[[[Dönetici:0)) mantıksal olarak yeniden ortaya çıkıyor, yeni yüklemeler için daha yüksek performans ve entegrasyon sağlıyor, Profibus DP’nın mevcut fabrikaları zaten yeterli durumda.
[FONT:0]DeviceNet[DÜDÜT:1], başka bir CAN tabanlı alanbus, daha düşük veri oranlarına sahiptir (500 kbit /s) ve mesafe ve sayı başına daha sınırlıdır. Profibus DP hız ve ağda CihazNet'i süperler, birçok cihazla uzun konveyör hatları için daha uygun hale getirir.
[FONT:0]CANopen[[Dönetici:0) gömülü ve hareket kontrolünde popülerdir, ancak en yüksek vaftiz oranı (1 Mbit/s) ve topoloji kısıtlamaları büyük dağıtılmış sistemler için sınırlandırılabilir. Profibus DP daha yüksek hız ve daha uzun mesafeler sunar, ancak maliyetle hassas, daha küçük uygulamalarda öne çıkar.
Özetle, Profibus DP kanıtlanmış bir orta zemini kaplar: CAN tabanlı alanbuslardan daha hızlı, endüstriyel Ethernet'den daha basit ve uzun vadeli destek ve yedek parçalar kullanılabilirliğini sağlayan geniş bir temelle.
Profibus DP Networks için tasarım göz önüne alındığında
Cabling, Tesih ve Yerleme
Proper kablo seçimi kritiktir. Profibus DP, kablo ohm'u şarj etti (tip A, B veya C, standart A tipi A tipi ile).Komudun her iki ucunda da PE'ye bağlı olması gerekir (düşük kaybı, CRC hataları, otobüsle çıkış yolları).
Uzun kablolu konveyör sistemleri için, tekrarlayıcılar gerekli olabilir.Her bir tekrarlayıcı otobüsün segmentini ayırıp tekrarlayıcı sinyalleri yeniden tanımlamak zorundadır. Ancak, her tekrarlayıcı aynı zamanda küçük bir gecikmeyi de getirir (yaklaşık 1 bit zaman). çok sıkı senkronizasyon gerektiren sistemler için (örneğin, izoparlama hareketi), tekrarlayıcılar aracılığıyla toplam gecikme, her segmenti 500 kbit /s veya fiber optik bağlantıları kullanarak maksimum süre boyunca maksimum süre boyunca hesaplanmalıdır.
Network Build and Device Addressing
Her köle, DIP anahtarlarını veya yazılımı kullanarak 0 ayrı bir Profibus DP adresi (0-126, 0 yüksek çözünürlükte) için, DIP anahtarlarını değiştirmek için, DIP anahtarları genellikle tercih edilir, çünkü bir cihaz yerini tutarsa devam etmelidir.Bus master, üçüncü taraf sürücüleri veya valfleri bütünlemeli, doğru GSD dosyasının alınması ve yüklenmesi gerekir.
Cyclic veri yapılandırması I/O veri atamasını tanımlar. Örneğin, VFD sürücüsü, kontrol kelimesinin 4 taneleri (projektif, hız referansı) ve 4'ü bir veri yapısında standartlaştırma işlemine (örneğin, mevcut hız, mevcut hız, mevcut hız, kontrol profili) göre kontrol kelimeyi okur.
Tanılar ve Sorun Gider
Profibus DP, konveyör sistemlerinde kullanılıyorsa, ortak konular kırıldı veya gevşek konektörler (M12 veya DB9), hareketli parçalardan hasarlı kablolar ve VFD'lerden elektrik müdahalesi. Bir otobüs izleme (örneğin, ProfiTrace, Wireshark bir motor yakalama aracıyla) hata tespit edebilir. Birçok PLCs yerel teşhis bloklarını sunabilir: VFD'nin ana durumunu okuyun.
Önlemler, otobüs kablolarını ayrı olarak güç kablolarından (minimum 20 cm ayrılık) içerir ve VFD çıktılarında ferrite çekirdeği kullanarak ve IP67 tarafından yapılan konektörleri sık yıkama ortamları için belirtmelidir.
Geleceğin Profibus DP'nın Yeniden İlişkisi
Profinet ve diğer endüstriyel Ethernet protokolleri giderek yeni yüklemeler için kabul edilirken, Profibus DP, kahverengi saha genişlemelerinde ve kanıtlanmış sektörlerde yaygın olarak kullanılmaya devam ediyor.The PIOD organizasyonu hala hizmette ve sadece Profibus DP gibi özellikler de mevcuttur.
Profibus DP'yi modern kontrol mimarilerine entegre etmek, çağdaş bir kontrol sistemi ile iletişim kurma yeteneğine sahiptir. Bu bridging, Profibus-to-EtherNet/IP köprüleri olarak bile korunuyor.
konveyör ve paketleme OEMleri için, Profibus DP uzmanlığını korumak değerli çünkü birçok son müşteri bunu standartlaştırmıştır.Proibus DP komisyonu, sorun giderme ve daha yüksek seviyeli sistemlerle entegrasyon öngörülebilir bir gelecek için pazarlanabilir bir beceri olmaya devam edecektir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Profibus DP, birden çok üreticinin geçici olarak gerçek zamanlı iletişim, yüksek güvenilirlik, ölçeklenebilirlik ve endüstriyel Ethernet protokollerinin zemin kazanması için cazip bir kombinasyon sunar.Heibus DP, hem yeni yüklemeler hem de yeniden kullanılabilirlik sağlar.Problemli sistem geliştirmeleri için, üretim mühendisleri, güvenilir ve verimli bir şekilde bakım sağlar ve modern üretim talepleri için uygun bir şekilde bir şekilde toplantı yapabilir.
Daha fazla okuma için, PI organizasyonuna ve #8217'ye danışın; Endüstri Desteğine ilişkin kılavuzlar:0) www.profibus.com) ve Profibus DP kablo ve cihaz konfigürasyonuna bakınız.