Profibus'u Büyük Endüstri Çevrelerinde Anlamak

Profibus (Process Field Bus) açık, deterministic alanbus standart üretim ve proses otomasyonunda yaygın olarak kabul edilir. Anahtarlama kontrolörleri, sensörler, eylemciler ve sürücüler, yüksek hızlı veri değişimi ve sağlam bir işlem için, yüksek ölçekli bitkilerde - kimyasal rafineriler, güç nesil tesisleri, otomotiv montaj hatları ve gıda işleme siteleri - ağlarını - ağlarını bölmek için tasarlanmış yüzlerce veya binlerce cihazla iletişim kurmak gerekir. Proper planlayıcılar güvenilir, kullanılabilir ve ölçeklenebilir bir Profibus ağının temelidir.

Büyük Bitkiler için Temel Bilimler

Doğru fiziksel topolojiyi seçmek ilk kritik karardır. Profibus üç birincil konfigürasyonu destekler: çizgi (büs), yıldız ve ağaç. Büyük yüklemeler genellikle bu parçaların bir kombinasyonunu en iyi şekilde bitki coğrafyası ve cihaz dağılımına uygun olarak kullanır.

Line (Bus) Topology

Çizgi topoloji en basit ve en yaygın olanıdır. Tüm cihazlar bir baraj zincirinde her iki ucundaki terminatörlerle tek bir arka kemiği kablo ile bağlantılıdır. Bu yapı, tekrarlayıcı ile bir segment ekleyerek genişletmek için en az taksit gerektirir. ancak, kablodaki bir parçanın tüm segmentini kaldırabilmesi için, bu yüzden red dışı önlemler genellikle kritik süreçler için gereklidir.

Star Topology

Bir yıldız topolojide, her cihaz doğrudan merkezi bir merkeze bağlanır veya geçiş yapar (Proibus DP için, tekrarlayıcı veya aktif bir merkez için). Bu, sorun gidermeyi basitleştirir, çünkü tek başarısız bir cihaz başkalarını etkilemez. ancak merkezi merkez merkezi bir başarısızlık noktası haline gelir ve taksileme mesafeler sınırlı olabilir.

Ağaç Topoloji

Bir ağaç topolojisi otobüs ve yıldız tasarımlarının elementlerini birleştirir. Her bir dalda birden çok çizgi segmenti, genellikle tekrarlayıcıları şube noktaları olarak kullanır. Bu yapı, ayrı üretim salonları veya açık tank çiftlikleri gibi büyük bitkiler için idealdir. Proper impedance eşleştirme ve sinyal yenilemesi her bir dalda veri bütünlüğü korumak için gereklidir.

Karma Topolojiler

Çoğu büyük ölçekli bitkiler karma bir yaklaşım gerektirir. Tipik bir düzen, esnek cihaz bağlantıları izin verirken bakır bu segmentleri ile bir araya getirilen fiber optik arka kemiğini (kontrol odaları ve uzaktan alan kabinleri) kullanır.Bu yaklaşım esnek cihaz bağlantılarına izin verirken, en yüksek düzeydeki gürültü bağışıklığı sağlar.

Profibus Networks için Anahtar Planlama Parametreleri

Üstolojinin ötesinde, birkaç elektrik ve zamanlama parametresi hatasız iletişim sağlamak için dikkatli bir şekilde hesaplanmalıdır. Bu parametreler seçilmiş Profibus varyantına (Profibus DP, PA, veya FMS) ve kablo uzunluğuna bağlıdır.

Segment Uzunluk ve Baud Rate

Profibus DP, 9.6 kbit /s'ten 12 Mbit /s'e kadar vaftiz oranlarına destek vermektedir. Örneğin, 12 Mbit /s, bakır segmenti 100 metre ile sınırlıdır; 1.5 Mbit /s, limit 200 metre; Fiber optik.75 kbit /s'te, toplam ağ uzunluğu 1200 metreye ulaşabilir.

Kablo türleri ve Shielding

Profibus, elektromanyetik müdahaleyi en aza indirmek için zemine bağlı olarak veya her iki güç ve kaynak ekipmanı ile bir kalkanı belirtir (A) Elektriksel olarak gürültülü ortamlarda (near motorlar, sürücüler veya kaynak ekipmanları) çift taraflı kablolar ve ferrite beadsler. For Profibus PA ( used inibaren alanlarda), kablo özel olarak elektromanyetik müdahaleye ve her iki güç ve veriye sahiptir.

Tesih ve Biasing

Proper sonlandırma güvenilir sinyal iletimi için tartışılmaz. Otobüslerin her bir sonu sadece otobüs hattının fiziksel ucunda değil, orta cihazlarda da kablonun karakteristik engelleyicisi (tipik olarak 150 ohm veya 390 7.00 / 220 ohm bölme ağı) uygulanmalıdır.

Device Count ve Power Budget

Tek bir Profibus DP segmentinde, maksimum istasyon sayısı (öğrenci dahil) 32. Tekrarlayıcılar ile, 126 istasyona kadar birden fazla segmente hitap edilebilir. Her cihaz standart Profibus kablosu için belirli miktarda otobüs çeker (tipik olarak 10-30 mA).Eğer kablonun DC direnci 4,75 V'ten daha az alırsa, kablo direncini kullanarak gerilimi hesaplayabilirler.

Tekrarlayıcılar, Çiftler ve Paketler

Tekrarlayıcılar sinyali yeniden üretir ve ek segmentlere izin verir, ağla etkili bir şekilde genişletir. Ayrıca, zemin döngülerine karşı koruyan segmentler arasında galvanic izolasyon sağlar.Proibus DP/PA çiftleri (veya segment çiftleri) köprüyü tercih ettiğinde, DP (RS-485) ve PA (MBP) segmentleri arasındaki hız ve elektrik farklılıkları desteklerler.

Büyük Bitkiler için Gelişmiş Tahminler

Karmaşık yüklemelerde, yüksek kullanılabilirlik ve öngörülebilir performans elde etmek için ek faktörler ele alınmalıdır.

Reddans

İletişim kaybına tahammül edemeyen süreçler için, reddant önemlidir. Profibus, ilk ve yedek parçalı bir şekilde hareket eden iki ayrı kabloyu destekler.).

En İyi Uygulamaları Koruma ve Koruma

Improper zemining, Profibus iletişim hatalarından dolayı önde gelen bir nedendir: “Ücretsiz bağlantı, yüksek performanslı kablolara paralel olarak, tüm metal korumalara, kabinlere ve aynı dünyaya (örneğin, yüksek çözünürlükte) atıfta bulunmaktadır.[Dörtücük bağlantıları kullanın.[Döneticileri)

Çevre ve Fiziksel Kıtlar

Endüstriyel bitkiler genellikle aşırı sıcaklıklara, nemye, kimyasallara veya vibrasyonlara kablolar gösterir. Uygun sıcaklık derecelendirmeleriyle kablo seçimi (örneğin, -40 ila +80°C dış veya fırın bölgelere). immersion veya kimyasal maruz kalma için, özel yarı iletken güvenlik bariyerleri veya sertifikalı segment çiftleri kullanın.

Network Segmentation Strategies

Büyük bitkiler ağı daha küçük, yönetilebilir segmentlere ayırarak yararlanır. Segmentasyon hataları, teşhis hızını geliştirir ve farklı baud oranlarına veya protokol varyantlarına izin verir.

Tekrarlayıcılar için kullanım

Tekrarlayıcılar yükselteç olarak hareket ederler ve isolators. Onlar, bölge tarafından bir bitki bölmek için kullanılabilir (örneğin, bina 1, bina 2) veya işlevle (örneğin, paketleme hattı, karıştırma bölümü). Her bir tekrarlayıcı, galvanic izolasyon sağlar, bölümler arasındaki zemin döngüleri ortadan kaldırır. Bu özellikle kendi toprak ızgaralarıyla birlikte bitkilerde önemlidir.

Profibus PA'u Süreç Otomasyonu için bütünleştirmek

Kimyasal ve farmasötik bitkilerde, Profibus PA genellikle saha aletleri için kullanılır (transmitters, valfler) tehlikeli alanlarda. PA segmentlerinde 31.25 k/s çalışır ve iki-tel MBP (Manchester Bus Powered) programına iki veri ve güç sağlar.

Fiber Optik Sırt kemiği Uzun Mesafeler için

Mesafelerin birkaç kilometreyi aştıkları kazınma imkanları için, fiber optik kablolar idealdir. Daha uzun süre boyunca (yalnızca kabloları yüksek motor veya kaynak robotları gibi yönlendirme alanları ile birlikte kullanmak için daha fazla bağışıklığa olanak sağlar.

Planlama Araçları ve Dokümantasyon

Thorough belgeleri komisyonlama ve gelecekteki bakım için önemlidir. Profesyonel planlayıcılar ağı modellemek veya yaymak için özel yazılımlar kullanırlar.

Bus Uzunluk ve Timing Hesaplamaları

Her segment için gerçek yuvarlak gecikmeyi hesaplayın.Proibus DP bir token-passing mekanizması kullanır; propagation gecikmeleri, cihaz yanıt süreleri ve zamanları, Profibus Configurator (Siemens) veya üçüncü taraf otobüs hesaplayıcıları gibi araçlar yardımcı olabilir. Dokümanlar fiziksel kablo uzunlukları, cihaz adreslerini ve zamanlayıcı konumlarını ifade eder.

Adres Assignment

Her kölenin benzersiz bir adresi (0-126) vardır. Her cihaz tarafından kullanılan bir adresleme planı (örneğin, 1-20 for konveyör bölümü A, 21-40 for section B). Atık adreslerinden kaçının ancak genişleyen boşluklar için odadan ayrılır.Birçok usta elektronik veri (GSD dosyaları) her bir cihaz için bir adresleme planı; bu dosyaları organize ve sürüm kontrollü tutmak.

Simülasyon ve Pre-Commissioning

Test etmeden önce, ağ sanal cihazlarla veya bir test rig ile simüle edin. Bir Profibus analizörü kullanın (örneğin, ProfiTrace veya Bus Monitor) sinyal kalitesini doğrulamak için, jitter ve hata oranları. Simulate en kötü sürüm yükleme (maksimum numaraları ve en yavaş döngü) zaman zaman zaman zaman zaman zaman zaman marjları sağlamak için.Bu adım özellikle pahalı.

Bakım ve Sorun Giderleri

İyi tasarlanmış bir ağ da korumak için kolay olmalıdır. Instri, hızlı hata yerini ve onarımı destekleyen özel özellikler.

Tanıklar ve Takip

Modern Profibus ustaları ve tekrarlayıcılar otobüsle (siklik ve döngü hizmetleri) teşhis verileri sağlarlar.Bu tür bir kanal hatası, hata sayacı ve köle statüsüne erişilebilecek birçok bitki, uyarı operatörlerinin notalarını izleme araçları dağıtır.

Yedek Kapasite ve Etiketleme

Tüm kablolar, konektörler ve terimler açıkça (örneğin, segment numarası, kablo çift kimlik, son yön) farklı alanlarda güncel bir ağ diyagramı sağlar. Tüm kablolar, kablolar ve terimler açıkça (örneğin, bölüm numarası, kablo çift kimlik, sonlu bağlantı noktası).

Sıcak-Swap Tahminleri

Birçok Profibus köleleri sıcak-swapping (bölümün üzerinde güçlenmeden bağlantı kurmak ve yeniden bağlantı kurmak) ancak bu sadece tarayıcı tasarımının kesintiye uğramasına izin verirse güvenlidir.Yapılan otobüsle bağlantı kurun.

Gelecek-Proofing the Profibus Network

Endüstriyel otomasyon, Profinet gibi Ethernet tabanlı protokollerine doğru ilerliyor, ancak Profibus, sağlamlığı ve düşük maliyeti nedeniyle yaygın olarak dağıtılıyor. Uzun vadeli viability sağlamak için, ağı entegrasyon ve göçe doğru bir göz ile tasarlayın.

Scalability ve Migration Paths

Mevcut Profibus kablolarının yanında yedek konduit veya kablo tepsisi alanı bırakın.Ek limanlarla bağlantı kutuları yükleyin.Prob.Prob.Prob.Prob.Prob.Prof.Prob.Prob.Prof.Prob.Prob.Prof.Prob.P.F.P.F.P.F.P.F.P.W.W.S.P.S.P.S.S.S.P.S.S.P.S.S.P.S.S.P.S.S.S.P.S.P.S.P.S.S.S.S.S.S.P.P.P.P.P.P.P.P.P.S.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.P.

Yüksek-Level Systems ile entegrasyon

Profibus ağları genellikle MES'e bağlanır (Manufacturing Execution Systems) veya SCADA. Ağ düzeninin, gerçek zamanlı trafik olmadan teşhis edilen verileri toplamak için kolay tıklama noktaları veya veri koncentratörler için izin verir.Proibus segmenti kritiktir.

Standart Uyum ve Satışcı Destek

Profibus International (PI) standartlarını karşılayan bileşenleri, kablo, konektörler ve cihazlar dahil olmak üzere ayarlayın.Dokuzlamalı bileşenleri kullanarak, sertifikalı bileşenleri kullanarak, iletişim hataları riskini karıştırdığında azaltır.Proibus spesifikasyonuna (örneğin, Profibus DP-V2 for isochronous applications) ile ilgili bilgiler hakkında bilgi edinin.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Büyük ölçekli endüstriyel tesisler için etkili Profibus ağı düzeni, elektrik özellikleri, fiziksel routing, reddantme seçenekleri ve gelecekteki ölçeklenebilirlik. Üstolojiyi dikkatlice seçerek, segment uzunluğu ve yüklemeyi hesaplamak, doğru zeminleme ve kalkanlama yapmak ve her detayı belgelemek, mühendisler güvenilir hizmet yıllarını sağlayan bir alanbus altyapısı inşa edebilir.