блок

PROFIBUS-DP
высокоскоростная передача данных на уровне
приводов датчиков
На этом уровне контроллеры, например программируемые логические
контроллеры (PLC), обмениваются данными со своими периферийными
устройствами через быструю последовательную связь. Обмен данными с этими
распределенными устройствами происходит в основном циклически.
Центральный контроллер (ведущее устройство) считывает входные данные из
ведомого устройства и посылает обратно ведомому устройству выходные
данные. Важно то, что цикл шины короче программного цикла контроллера,
который в большинстве приложений равен примерно 10 мс
Технология передачи
1) PROFIBUS DIN 19245
2) Витая пара или оптоволоконный кабель
ЕIА RS 485; 9,6 Кбит/с до 1,5 Мбит/с
3) Максимальное расстояние 200 м при 1,5
Мбит/с, расширяемое с помощью
повторителей
Доступ к передающей среде:
1) Гибридный протокол доступа к
передающей среде в соответствии с DIN
19245
2) Поддерживаются системы с одним
ведущим устройствам или несколькими
ведущими устройствами
3) Ведущие и ведомые устройства,
возможно максимум 126 станций
Взаимодействия:
• Точка-точка
• Периодическая и непериодическая
передача данных между ведущими
устройствами.
Режимы:
• Работа
• Сброс
• Останов
Синхронизация:
• Синхронизация вводных и/или выводных
данных всех ведомых DP-устройств
• Sync-Режим: синхронизируются все
выводные данные
• Freeze-Режим: синхронизируются все
вводные данные
Функциональные возможности:
• Циклические передачи пользовательских данных между
ведущими DP-устройствами или ведомыми DPустройствами
• Проверка конфигурации ведомых DP-устройств
• Мощные диагностические возможности, 3
иерархических уровня диагностических сообщений
• Синхронизация входных и/или выходных данных
• Присвоение адресов через шину ведомым DPустройствам
• Максимум 246 байтов входных и выходных данных на
ведомое DP-устройство, обычно - 32 байта
Механизмы Защиты:
• Все сообщения передаются с
хемминговым расстоянием HD=4
• Сторожевые таймеры в ведомых DPустройствах
• Защита доступа к входной/выходной
информации в ведомых DP-устройствах
• Отслеживание передач данных с
использованием настраиваемого таймера в
ведущем DP-устройстве (DPM1)
Типы Устройств:
•
•
•
•
•
Ведущее DP-устройство класса 2 (DPM2)
Ведущее DP-устройство класса 1 (DPM1)
Ведомое DP-устройство
Установка и соединение кабелем
Надежность и простота управления двухпроводной
техникой передачи
Основные характеристики
• Производительность
Передача 512 бит входных
и выходных данных,
распределенных между 32
станциями, занимает в
шине PROFIBUS-DP
приблизительно 6 мс.
Этого достаточно для
удовлетворения
требования небольшого
времени реакции
системы.
• Диагностика
1. Диагностика станции.
Эти сообщения касаются основного рабочего состояния всего устройства.
2. Диагностика модуля.
Эти сообщения указывают на неисправность в конкретной части станции.
3. Диагностика канала.
Эти сообщения указывают на неисправность в одном входном или выходном
разряде (канале).
• Установка и Обслуживание
Техника передачи через RS-485 очень проста.
Установка витой пары не требует квалификации.
Структура шины позволяет подключать или
отсоединять станции без влияния на другие
станции. Кроме того, можно наращивать систему
постепенно. Дальнейшее развитие системы не
влияет на конфигурацию ранее установленных
станций.
Конфигурации системы и типы устройств
• Ведущее DP-устройство класса 1
(DPM1)
• Ведущее DP-устройство класса 2
(DPM2)
• Ведомое DP-устройство А
Структура PROFIBUS-DP-системы с одним ведущим устройством.
В системах с несколькими ведущими
устройствами на шине активно несколько
ведущих DP-устройств. Они работают либо как
независимые полсистемы, каждая из которых
состоит из одного ведущего и относящихся к
нему ведомых устройств, либо как
дополнительные конфигурирующие или
диагностические устройства . Каждое ведущее
устройство может читать входные или выходные
образы. Записывать данные в ведомое DPустройство может только одно ведущее
устройство (которое задается при
конфигурировании). Цикл шины в системах с
несколькими ведущими устройствами длиннее,
чем в системах с одним ведущим устройством.
Работа системы
• В спецификацию PROFIBUS-DP включается подробное
описание работы системы. При этом основное внимание
уделяется взаимодействиям устройств. Основное
влияние на работу системы оказывает состояние DPM1.
Этим состоянием можно управлять локально или
удаленно с помощью конфигурирующего устройства.
Состояния обычно бывают следующими:
• ОСТАНОВ
В этом состоянии между DPM1 и ведомыми DP-
• СБРОС
DPM1 считывает входную информацию из
ведомого DP-устройства и поддерживает свои
выходы в состоянии защиты от сбоев.
• РАБОТА
DPM1 находится в состоянии передачи данных. В
последовательности циклических сообщений из
ведомых DP-устройств считывается входная
информация, а выходная информация в них
записывается. Устройство типа DPM1 в течение
настраиваемого интервала времени передает свой
локальный статус всем предназначенным для
работы с ним ведомым DP-ycтройствам. Для этого
оно использует групповую команду.
устройствами никаких данных не передается.
Передача данных между DPM1 и ведомыми DPустройствами
Передача данных между DPM1 и конфигурирующими устройствами
Режим Sync и Freeze
Существует возможность посылать от
ведущего DP-ycтройства к ведомому DPустройству, группе ведомых устройств или
всем остальным станциям управляющие
команды. Эти управляющие команды
передаются как групповые. Использование
этих команд включает в ведомых DPустройствах режим Sync и Freeze. Эти
режимы позволяют синхронизировать
ведомые DP-устройства по прерываниям.
Механизмы защиты
• В ведущем DP-устройстве
• В ведомых DP-устройствах
Открытая конфигурация
Структура, содержание и кодирование этой
информации стандартизированы. Это
способствует удобному конфигурированию
любого ведомого DP-устройства с помощью
конфигурирующих устройств любого
производителя. PNO поддерживает эту
информацию независимо от поставщика и
предлагает ее по требованию.
Номер
Идентификации
• У каждого типа ведомого DP-устройства должен быть
отдельный Номер Идентификации. Этот номер необходим
для того, чтобы любое устройство типа DPM1 могло без
значительных накладных расходов протокола
идентифицировать тип связанных с ним ведомых DPустройств.
Смешанная работа PROFIBUS-FMS и PROFIBUS-DP
Возможности реализации
• Реализация ведомого устройства на одной
микросхеме
• Реализация с аппаратной поддержкой Уровня 1 и
Уровня 2
• Компактная реализация
• Реализация с отдельным связным процессором
• Сертификация устройств
Заключение
• По сравнению с многочисленными частными шинными
системами, наибольшими преимуществами шины PROFIBUS
являются ее универсальность и широта применений. Она может
использоваться от уровня датчиков и приводов до цехового
уровня.
• Спектр изделий PROFIBUS постоянно расширяется. Сводный
перечень доступной PROFIBUS-продукции и сервиса можно
найти в Путеводителе по Изделиям PROFIBUS (PROFIBUS
Product Guide), который ежегодно пересматривается и
распространяется PNO. PNO всегда открыта для контактов и по
запросу с удовольствием предоставляет более подробную
информацию.