Endüstri İletişiminde Profibus Vakfı

Profibus (Process Field Bus) geç 1980'lerde girişten beri endüstriyel otomasyon temelleri olmuştur. Siemens tarafından geliştirildi ve daha sonra 61158 ve IEC 61784 altında standartlaşmıştır. protokol, uzay cihazları, programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) ile uzay cihazları arasında zaman iletişimi sağlar, sürücüler ve insan-maksim arayüzleri tarafından 12 Mbit / 1000 metreye kadar çalışır.

Profibus ağlarını modüler ve genişletilebilir otomasyon sistemleri için tasarlayın, otobüs davranışını ve sistem düzeyindeki mimarlık. Hedef, tüm bu senaryoları ödün vermeden büyümeyi sağlayan bir ağ oluşturmaktır. Modern üretim tesisleri talep esnekliği: üretim hatları yeniden yapılandırılır ve yeni istasyonlar akıllı sensörlerle birlikte eklenmelidir.

Profibus Variants ve Onların Uygulama Domainleri

Ağ tasarımına girmeden önce mühendisler Profibus'un üç birincil versiyonunu tanımalıdır, her biri farklı kullanım vakalarında optimize edilmiştir. Verilen bir uygulama için yanlış değişken seçimi performans şişeleri veya entegrasyon başarısızlıklarına yol açar.

Profibus DP (Yerel Peripherals)

Profibus DP, fabrika otomasyonunda en yaygın değişkendir. Kontrolcüler ve dağıtılmış I/O cihazlar arasında yüksek hızlı döngüsel veri değişimi için tasarlanmıştır. DP, bir veya daha yüksek lisans cihazlarının (tipik olarak PLCs veya hareket kontrolörleri) anket köle cihazlarının (sensorlar, aktüatörler, valf yalıtımları, sürücüler) üç kanal üzerinden en iyi kablolama hızlarını sağlar: 9.6 kbit /s, 19.2 kbit /s, maksimum 12 Mbit /s.

Profibus PA (Process Automation)

Profibus PA, iletişim sinyalleri taşıyan bu sistemlere protokolü genişletiyor - petrol ve gaz, kimyasal bitkiler, su tedavisi. Aynı fiziksel katmanı Vakıf Fieldbus H1 (MBP, Manchester Bus Powered), iletişim sinyalleri taşıyan ve sistemlerin geliştirilmesine izin veriyor. PA segmentleri, gelecekteki alan cihazlar için yedek kapasiteye sahip 31.25 kbit /s ve destek veriyor.

Profibus FMS (Fieldbus Mesajı)

Profibus FMS, kontrol cihazları arasında akran-to-peer iletişim için tasarlanmış eski bir varyanttır. DP'den daha karmaşık mesajlaşma hizmetleri sunar ancak Profinet ve OPC UA tarafından modern kurulumlarda kullanılır. FMS, DP veya Profinet'ı yeşil alan projeleri için tercih etmeli.

modüler sistemler için Network Topologys for modüler Systems

Profibus, genişlenebilirlik, hata toleransı ve kablo uzunluğu ile her biri, ağın daha sonra nasıl kolayca değiştirilebileceğini doğrudan etkiler.

Line Topology (Bus)

Klasik Profibus yapılandırması, ilk cihazdan geçen cihazdan çalışan tek bir ana kablo ile lineer bir otobüsdür.Her cihaz bir T- parça veya kablo ile bağlanır.Bu topoloji basit ve maliyet-tozersizdir, ancak ana kabloda bir hata tüm segmenti genişletebilir. Genişleme için, otobüsleri yedek cihaz bağlantı noktaları ile tasarlayın ve seçilen baud oranı için sınırların içinde kalan toplam kablo uzunluğun tutulmasını sağlar.

Hubs ile Star Topology

Star topolojiler, birçok cihaz kümelerini merkezi bir omurgaya bağlanmak için aktif merkezler veya tekrarlayıcılar kullanır. Bu yaklaşım, cihazlardaki bir problem başkalarını etkilemez. genişleme basit - yeni bir merkez ekleyin ve cihazlar bağlanır. ancak, yıldız topolojileri başarısız olabilir ve yayılma gecikmeleri ekleyebilir ve eklendir.

Ağaç Topoloji

Bir ağaç topolojisi otobüs ve yıldız düzenlemeleri elementlerini birleştirir. Ana arka kemiği kablo, her segmentin bir hat veya yıldızla karşılık verdiği büyük ölçekli üretim hatlarında yaygındır.Bu oldukça modülerdir, çünkü yeni segmentler mevcut iletişim olmadan arka kemiğine gretilebilir.

Ring Topology (The Profibus with Reddancy)

Bazı Profibus uygulamaları, kırmızı medya modülleri kullanarak ring konfigürasyonlarını destekliyor. ring, kablo molası meydana gelirse otomatik yol kurtarma sağlar. Bu topoloji standart Profibus yüklemelerinde nadirdir, ancak görev-kritik uygulamalar gibi görünür, alt zamanlı olarak kabul edilemez olan.

Modüler Network Architecture için Temel Prensipleri

Modüler tasarım, ağ inşa edilebilir, test edilebilir ve genişletilebilir bir şekilde anlamına gelir. Aşağıdaki ilkeler bu tür ağların yaratılmasına rehberlik eder.

Segmentasyon ve Subnetting

Ağı işlevsel veya fiziksel segmentlere böl. Her segment, bir segmente bir mantıksal cihaz grubu içermelidir - örneğin, tüm I/O noktaları tek bir makinede veya tüm sensörleri bir konveyör bölgesinde engeller. Segmentasyon, bir segmente bir hatanın etkisini sınırlandırır ve sorun gidermeyi basitleştirir. Her bir segmente katılmak için iki tekrarlayıcı veya çiftleri tekrarlayabilir - her bir sinyal ve tekrarlayıcıyı tekrarlayıcıları tekrarlayabilir, elektrik segmentlerini önler, zemin döngü sorunlarını önler ve toplam kabloyu engeller.

Adres Allocation and Management

Bir Profibus ağı üzerindeki her cihaz, mevcut yükleme adreslerinin 1-20. Adres 0, master cihazlar için rezerve edilmesi ve 126 adresi ilk cihaz yapılandırması için kullanılır. genişleme için tasarlandığında, gelecekteki cihazlar için adreslerin kontiguous blokunu rezerve edin - örneğin, mevcut yüklemeniz 1-20, yedek 21-40'ı büyüme için adresler için rezervasyon yaptırır.

Güç ve Strateji

Profibus DP kabloları sinyal bütünlüğünü korumak için temiz bir zemin referans gerektirir. Her segmentin sonunda zemin oluşturmak için her bir segmentin zemini kullanın. kablolama işlemi her cihazda zemine bağlı olmalıdır, genellikle D-sub kablo üzerinden.For PA segmentleri için, bu yüzden güç tedariki tüm mevcut ve gelecekteki cihazlar için dikkate alınmalıdır.

Büyüme için Cabling Altyapısı

Mevcut gereksinimleri aşan bir taksit yüklemek. Yüksek kaliteli Profibus kablolarını çift kalkan (braid ve folyo) ve 150 ohms karakteristik bir şekilde şarj kabloları. Kablo tepsilerinde kablolar ve onları açıkça etiketleyin.

Genişleme için ayrıntılı stratejiler

Genişleme bir sonraki değildir - ilk tasarım incelemesinden ağa mühendisi olmalıdır. Aşağıdaki yaklaşımlar sorunsuz bir büyüme sağlar.

Tekrarlayıcılar ve Segment Çiftleri Kullanımı

Tekrarlayıcılar Profibus genişlemesinin iş kümeleridir. Çok sayıda segmentteki 127 cihaza genişletirler ve segment statüsünü kullanan modeller otomatik olarak Master'a geri verir.Bu, 32 cihazdan uzak izleme sağlar ve tekrarlayıcılar ile, bir ağ teorik olarak birden fazla segmentteki 127 cihaza ulaşabilir.

modüler I/O İstasyonları

Uzak I/O rafları modüler arka uçaklarla kullanın. Bu istasyonlar I/O modüllerini (mal giriş, analog çıktı vs.) tüm muhafazayı değiştirmeden bağımsız olarak kullanmaları gerekir. Siemens ET 200SP veya WAGO 750 serisi gibi popüler platformlar bazı konfigürasyonlarda sıcak-swapping of modüller destekler.

Esnek Cihaz Dağı ve Bağlantı Noktaları

Düzenli aralıklarla otobüsler boyunca ek T-bağlayıcılar veya çarşaflar yükler, hiçbir cihaz başlangıçta bağlantılı olmasa bile.Bu fiziksel düzenleme, birkaç dakika içinde bir cihazı eklemeye olanak sağlar. Uygulamada, bir T-bağış hattının her 10 metre boyunca bir üretim hattının değiştirilmesine izin verir.

Tanı ve Yapılandırma Araçları

Genişlemeli bir ağ, hizmet kesintisi olmadan yeni cihazlar keşfedebilecek araçlar gerektirir.Proibus analizörleri ve yapılandırma yazılımı kullanın ( Siemens SIMATIC PDM, ABB FIPT veya ProfiTrace veya Sycon.net gibi üçüncü taraf araçları, otomatik cihazı tespit etmek ve parametre indirmeyi destekler. Tüm cihazlar için güncel bir GSD (General İstasyon Description) dosyası kullanın ve tahmin edin.Yeni bir cihaz eklendiğinde GSD dosyası, yüksek çözünürlükte bulunan mühendislik aracına ithal edilmelidir.

Güvenilir Profibus Networks için en iyi uygulamalar

Güvenilirlik herhangi bir endüstriyel ağın temelidir. Bu uygulamalar aşağı zaman azaltır ve bakım basitleştirir.

Proper Tesih

Her bir Profibus segmenti hem 220-ohm direnç ile sona ermelidir, hem de tarayıcılar arasında (A ve B) ve 390-ohm çekme / 8 inç - D-subrect uçları arasında sinyal yansımaları, biraz hata ve geçici bir iletişim hataları ile sona erer.Saçlar veya dışsal bir son bloklar ile sona erer.

Shielded Cabling ve Grounding Discipline

Endüstriyel ortamlar gürültülü. Motors, değişken frekans sürücüleri, kaynak ekipmanları ve güç malzemeleri elektromanyetik müdahale kablolara enjekte etmek.En az% 85'lik kalkan kabloları kullanın.Iraklı kablolar ve yüksek güç sürücüleri aracılığıyla her iki ucundaki kalkanı korumak için zemine binin altında tutmak.

Bus Uzunluk ve Baud Rate Management

Segment başına maksimum kablo uzunluğu baud oranına bağlıdır: 12 Mbit /s, limit 100 metre; 500 kbit /s, 400 metre; 93.75 kbit /s, 1200 metre. Genişleme sistemleri için yeterince kafalı bir balkon oranı seçin.

Düzenli Ağ Tanısı

Başarısızlıklara yol açmanın ardından periyodik otobüs izlemesi. Önlem sinyali seviyeleri, gürültü marjları ve yeniden deneme sayılıyor.Prosörd DP Köle İzleme veya online oscilloskoplar, otobüse bağlı olarak gerçek zamanlı dalgaform analizi sağlar. Sinyal kenarlarına bakın, DC dengeleme kaydırılır veya planlı bakım pencereleri sırasındaki üç aylık tanılar.

Cihaz Sertifika ve Uyumluluk

Sadece sertifikalı Profibus uyumluluğu ile cihazlar kullanın (Proibus Trade Organization Certificate logo). Tanımlanmamış cihazlar, bilgisayar cihazları için uyumluluk matrisi ve bilinen sorunlar için bir uyumluluk matrisi sağlamak için bir araya geldiğinde.

Sorun Ortak Profibus Network Problemleri

İyi tasarlanmış ağlarla karşılaşma problemleri bile. En az zaman harcamayı sorunlandırmak için sistematik bir yaklaşım.

Fiziksel Katman Sorunları

En yaygın başarısızlıklar fizikseldir: gevşek konektörler, kırık telller, aşındırıcı temaslar veya hasarlı kablolar. kablolar üzerinde bir TDR (Time Domain Reflectometre) kablo bulmalı.Inspect D-sub konektörleri için iyi bir kablolar için.

Yapın ve Çatışmalara İlişkin

Duplicate adresleri, iletişim başarısızlıklarının önde gelen bir nedenidir. Tüm aktif cihazları ve adresleri listelemek için bir adres tarayıcı kullanın. Bunu yapılandırma veritabanına karşı karşılaştırın.Eğer bir cihaz iletişim kurma ayarları veya yazılım adresi parametresini kontrol edin. herhangi bir cihazla hemen bir adres çatışmasını değiştirin.

Timing ve Çevrim Zamanları

Yeni cihazlar eklendiğinde, usta onları yapılandırılan otobüs döngüsü zamanında ankete yapmalıdır. Uzun yanıt süreleri ile çok fazla cihaz veya cihaz ekleyebilir, izin verilen limitleri aşması için döngü zamanı (tipik olarak 10-100 ms uygulamaya bağlı olarak). Sınırı aştıktan sonra hesaplamak zorunda kalırsa, ağları ayrı ustalarla bölmek veya ikincil bir otobüslere sınırsız olmayan 10-100 ms.

Future-Proofing: Profibus'tan Profinet'e Göç Yolları

Profibus yaygın olarak dağıtılırken, birçok yeni yükleme ve yükseltme Profinet'e taşınıyor, Profinet kontrolörünü genişletiyor ve bugün Profibus ağına bağlı olarak köleleri dikkate almalıdır.Probör ve ağ geçidi Profinet segmentleri ile kullanın, bu yaklaşım daha yüksek bant genişliğine izin verirken, Profibus üst düzeye kadar, Profinet kontrol sistemleri ile entegrasyonu sağlar.

[FONT=0]Profibus International organizasyonu [Dönetici: 1) Herhangi bir ağ tasarımı sırasında danışılması gereken kapsamlı teknik özellikler ve sertifika yönergeleri sunar. Ek olarak, endüstri iletişim ağları için standartlar ve önerilen uygulamalar).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Profibus ağlarını modüler ve genişletilebilir otomasyon sistemleri her katmanda titiz bir şekilde planlamayı gerektirir: topoloji seçimi, kablo altyapısı, cihazı adresleme, güç bütçeleme ve teşhis hazırlığı. Ağ tasarımının segmenti ile, kapsamlı belgeyi korumak ve fiziksel katman en iyi uygulamaları sağlamak, performanstan ödün vermeden değişim yaratan sistemler yaratır. Profibus, yetişkin, savaş destekli protokoldür, ancak modern fabrikalarda verimlilik, ağ tasarımının kalitesini tamamen azaltır.