PROFIBUS

Область применения

PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) - это промышленная сеть полевого уровня, отвечающая требованиям части 2 европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2. Она используется для организации связи между программируемыми контроллерами и станциями распределенного ввода-вывода ET 200, устройствами человеко-машинного интерфейса и приборами полевого уровня. Кроме того, PROFIBUS позволяет выполнять дистанционное программирование и конфигурирование систем автоматизации, их отладку и диагностирование.

PROFIBUS является открытой системой. SIEMENS готов оказать помощь любому производителю сетевого оборудования поставкой специализированных микросхем, интерфейсных модулей, техническими консультациями.

PROFIBUS позволяет использовать как электрические, оптические, инфракрасные и другие каналы связи. При применении оптических каналов значительно возрастает стойкость сети к воздействию электромагнитных помех. Существенному снижению затрат на построение оптоволоконных каналов связи способствует наличие широкой гаммы интерфейсных модулей, коммуникационных процессоров и других сетевых компонентов, оснащенных встроенным оптическим интерфейсом.

Дизайн

Промышленная сеть PROFIBUS DP

Характеристики PROFIBUS

Соответствие требованиям европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2.
Удобство, гибкость, надежность, высокая степень защиты данных.
Открытая архитектура: возможность подключения к сети оборудования других фирм-производителей.

Для передачи данных через PROFIBUS могут использоваться протоколы следующих профилей:

PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification - спецификация сообщений полевого уровня).
PROFIBUS PA (ProcessAutomation - автоматизация процессов).
PROFIBUS DP (Distributed I/O stations - протокол скоростного обмена данными с периферийным оборудованием систем распределенного ввода-вывода).

Все профили протоколов могут использоваться совместно в рамках одной сети с передачей данных через один и тот же кабель.

Протокол PROFIBUS FMS

Протокол PROFIBUS FMS используется для решения универсальных коммуникационных задач на полевом уровне. Он позволяет выполнять обмен данными между интеллектуальными сетевыми станциями (программируемыми контроллерами, компьютерами и т.д.).

Протокол PROFIBUS DP

Протокол PROFIBUS DP ориентирован на обслуживание систем распределенного ввода-вывода. Он обеспечивает скоростной циклический обмен небольшими объемами данных между ведущим и ведомыми сетевыми устройствами.

Протокол PROFIBUS PA

Протокол PROFIBUS PA отвечает требованиям международного стандарта IEC 1158-2 и позволяет расширять области применения сети PROFIBUS DP на зоны повышенной опасности (Ех-зоны).

Благодаря

наличию множества сервисных функций, обеспечивающих передачу сообщений по сети PROFIBUS и
высокой скорости передачи данных

время цикла шины становится пренебрежительно малым.

Основными преимуществами сети PROFIBUS являются:

Высокий коэффициент готовности.
Обеспечение целостности данных.
Стандартная структура сообщений.
Возможность свободного подключения и отключения сетевых узлов во время работы сети.

Характеристики PROFIBUS DP

Соответствие требованиям европейских норм EN 50170 и международного стандарта IEC 61158-3 Ed2.
Наличие электрических (RS 485), оптических, инфракрасных и других каналов связи.
До 125 узлов на сеть, до 32 узлов на сегмент.
Управление доступом к сети: метод эстафетной передачи данных между ведущими сетевыми узлами с использованием механизма ведущий-ведомый на нижнем уровне.
Скорость передачи данных 9.6/ 19.2/ 93.75/ 187.5/ 500 Кбит/с, а также 1.5/ 3/ 6/ 12 Мбит/с.
Широкий спектр сетевых компонентов для конфигурирования сети.
Широкий спектр возможных областей применения сети.
Дистанционное программирование через сеть.
Простота расширения системы по мере развития производства.
Автоматическое определение скорости передачи данных в сети, автоматическая настройка на эту скорость.
Открытая система, позволяющая использовать в своем составе оборудование других фирм-производителей. Конфигурирование с помощью GSD файлов.
Простая и ясная архитектура. Конфигурация, полностью ориентированная на технологические нужды.
Непосредственный обмен данными между ведомыми устройствами.
Поддержка изохронного режима (режима тактовой синхронизации) с синхронизацией циклов выполнения программы контроллера, циклов обмена данными через сеть, и внутренних циклов ведомых DP станций.

Максимальная длина электрических (RS 485) каналов связи
Скорость передачи данных, Кбит/с	9.6	19.2	93.75	187.5	500
Длина одного сегмента, м	1000	1000	1000	1000	400
Длина сети из 10 сегментов, м	10000	10000	10000	10000	4000

Скорость передачи данных, Мбит/с	1.5	3	6	12
Длина одного сегмента, м	200	100	100	100
Длина сети из 10 сегментов, м	2000	1000	1000	1000

Максимальная длина оптических каналов связи
Тип кабеля	Пластиковый	PCF	Стеклянный
Скорость передачи данных, Кбит/с	9.6 ... 1500 и 12000	9.6 ... 1500 и 12000	9.6 ... 12000
Максимальное расстояние между соседними сетевыми узлами	50	300	2850 (62.5/125 мкн, 3.5 ДБ/км)

Сетевые узлы

Активные станции (ведущие DP устройства)

Программируемые контроллеры S7-300, S7-400, C7 с интерфейсом PROFIBUS DP.
Программируемые контроллеры S5-115U/H, S5-135U, S5-155U/H, S5-95U/DP с интерфейсом ведущего устройства PROFIBUS DP.
Программируемые контроллеры производства других фирм с интерфейсом ведущего устройства PROFIBUS DP.
Приборы человеко-машинного интерфейса.
Программаторы и промышленные компьютеры SIMATIC.
Контроллеры систем числового программного управления SINUMERIK.
Системы автоматического регулирования SIMADYN.
Прочие ведущие DP устройства производства SIEMENS и других фирм.

Пассивные станции (ведомые DP устройства)

Станции систем распределенного ввода-вывода ЕТ 200.
Программируемые контроллеры S7-200, S7-300 и S7-400 (с операционной системой от V3).
Программируемые контроллеры S5-115U/135U/155U с интерфейсным модулем IM 308-C.
Программируемый контроллер S5-95U/DP с встроенным интерфейсом ведомого устройства (до 1.5 Мбит/с).
Модулисвязи DP/AS-Interface Link, DP/DP Link, DP/PA Link.
Измерительные преобразователи SITRANS, подключаемые через сеть PROFIBUS PA.
Преобразователи частоты MICROMASTER, SINAMICS, MASTERDRIVES, SIMOREG, SIMOVERT.
Другие приборы и изделия других фирм-производителей: преобразователи частоты, задвижки, регуляторы и блоки управления и т.д.

Интерфейсные модули и программное обеспечение

В следующей таблице приведен перечень интерфейсных модулей и коммуникационных процессоров, которые позволяют производить подключение оборудования к сети PROFIBUS DP.

Система автоматизации	Интерфейсный модуль PROFIBUS DP	Программное обеспечение
S7-300	Встроенный интерфейс центрального процессора или СР 342-5	Включено в STEP 7
S7-400	Встроенный интерфейс центрального процессора, CP 443-5 или IM 467	Включено в STEP 7
M7-300	Интерфейсный модуль IF 964-DP	Включено в STEP 7
M7-400	Интерфейсный модуль IF 964-DP	Включено в STEP 7
S5-95U/DP-Master	Встроенный интерфейс	COM PROFIBUS
S5-115U/H	Интерфейсный модуль IM 308-C	COM PROFIBUS
S5-135U	Интерфейсный модуль IM 308-C	COM PROFIBUS
S5-155U/H	Интерфейсный модуль IM 308-C	COM PROFIBUS
505	SIMATIC 505-FIM	TISOFT

Функции

Режимы работы

Все сетевые узлы используют общую среду передачи (электрическую, оптическую или комбинированную). Доступ активных устройств к шине разделен во времени, для чего используется метод эстафетной передачи. Активный узел, получивший доступ к сети, осуществляет обмен данными с пассивными узлами по принципу “ведущий-ведомый”.

Активный узел получает доступ к сети на определенный промежуток времени. В течение этого времени активный узел выполняет управление всеми необходимыми пересылками данных. По истечение этого времени активный узел переходит в пассивное состояние, а управление передается по эстафете следующему активному узлу. Если активизируемое ведущее устройство не нуждается в сетевых операциях, управление немедленно передается следующему активному узлу.

Пассивные узлы не способны управлять передачей информации. Они только отвечают на адресованные к ним запросы от ведущих устройств, а также принимают посылаемые со стороны ведущих устройств данные.

Проектирование

Для выбора конфигурации, установки значений параметров, запуска и диагностирования сети PROFIBUS DP может быть использован обширный набор инструментальных средств с мощной системой помощи и подсказок. Для программируемых контроллеров SIMATIC S7/ C7 и систем автоматизации SIMATIC WinAC этот набор инструментальных средств интегрирован в программное обеспечение STEP 7. Для программируемых контроллеров SIMATIC S5 для этой цели используется пакет COM PROFIBUS.

Дальнейшая информация

Брошюры

Информационные материалы для загрузки можно найти в Internet по адресу:

http://www.siemens.com/simatic/infocenter