PROFIBUS - це

Відкритість та незалежність від виробника гарантує стандарт EN 50170, решта реалізовано відповідно до стандарту DIN 19245 (а саме: техніка передачі даних, методи доступу, протоколи передачі, сервісні інтерфейси для рівня додатків, специфікація протоколів, кодування, комунікаційна модель тощо) .). За допомогою PROFIBUS пристрої різних виробників можуть працювати один з одним без будь-яких спеціальних інтерфейсів. Сімейство PROFIBUS складається з трьох сумісних одна з одною версій: PROFIBUS PA, PROFIBUS DP та PROFIBUS FMS.

Фізичний рівень PROFIBUS

Фізично PROFIBUS може являти собою:

  • електричну мережу з шинною топологією, що використовує екрановану кручену пару, що відповідає стандарту RS-485;
  • оптичну мережу на основі волоконно-оптичного кабелю;
  • інфрачервону мережу.

Швидкість передачі по ній може змінюватись від 9,6 Кбіт/сек до 12 Мбіт/сек.

Протокол доступу до шини

Для всіх версій PROFIBUS існує єдиний протокол доступу до шини. Цей протокол реалізується на 2 рівні моделі OSI (який називається PROFIBUS-FDL). Цей протокол реалізує процедуру доступу за допомогою маркера (token). Мережа PROFIBUS складається з провідних (master) та ведених (slave) станцій. Провідна станція може контролювати шину, тобто може передавати повідомлення (без віддалених запитів), коли вона має право на це (тобто коли вона має маркер). Відома станція може лише розпізнавати отримані повідомлення або надсилати дані після відповідного запиту. Маркер циркулює в логічному кільці, що складається із провідних пристроїв. Якщо мережа складається лише з одного ведучого, то маркер не передається (у такому разі у чистому вигляді реалізується система master-slave). Мережа вмінімальної конфігурації може складатися або з двох провідних або з одного ведучого і одного веденого пристрою.

Конфігурація PROFIBUS

Багато програмних засобів конфігурування мережі PROFIBUS орієнтовані безпосередньо на того чи іншого виробника і часто містять крім засобів конфігурування мережі додаткові засоби, наприклад, засоби для програмування контролерів і т. д. Серед таких програм це STEP 7 (пакет програмування контролерів SIMATIC S7-300 і SIMATIC S7-400 фірми Siemens AG). Але є багато програм, що працюють із обладнанням різних фірм. Таких як Com PROFIBUS - для конфігурування мережі PROFIBUS, або SINEC Scope L2 - засіб для пасивного (тобто без впливу на мережу) спостереження за обміном даними в мережі PROFIBUS.

Протоколи мережі PROFIBUS

Одні й самі канали зв'язку мережі PROFIBUS допускають одночасне використання кількох протоколів передачі:

  • PROFIBUS DP (Decentralized Peripheral - Розподілена периферія) - протокол, орієнтований забезпечення швидкісного обміну даними між:
  • системами автоматизації (провідними DP-пристроями)
  • пристроями розподіленого вводу-виводу (відомими DP-пристроями).

Протокол характеризується мінімальним часом реакції та високою стійкістю до дії зовнішніх електромагнітних полів. Оптимізовано для високошвидкісних та недорогих систем. Ця версія мережі була спроектована спеціально для зв'язку між автоматизованими системами керування та розподіленою периферією. Електрично близька до RS-485, але мережні карти використовують 2-х портову рефлективну пам'ять, що дозволяє пристроям обмінюватися даними без завантаження процесора контролера.

  • PROFIBUS PA (ProcessAutomation - Автоматизація процесу) - протокол обміну даними з обладнанням польового рівня, розташованим у звичайних або Ex-зонах (вибухонебезпечних зонах). Протокол відповідає вимогам міжнародного стандарту IEC 61158-2. Дозволяє підключати датчики та приводи на одну лінійну шину або кільцеву шину.
  • PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification - Специфікація повідомлень польового рівня) - універсальний протокол для вирішення завдань обміну даними між інтелектуальними мережевими пристроями (контролерами, комп'ютерами/програматорами, системами людино-машинного інтерфейсу) на польовому рівні. Деякий аналог промислового Ethernet зазвичай використовується для високошвидкісного зв'язку між контролерами і комп'ютерами верхнього рівня і використовуваними диспетчерами. Швидкість до 12 Мбіт/с.

Всі протоколи використовують однакові технології передачі даних та загальний метод доступу до шини, тому вони можуть функціонувати на одній шині. Додатково до перелічених протоколів підтримуються такі можливості обміну даними:

  • Служби FDL (Field Data Link - Канал польових даних), SEND/RECEIVE - Надіслати/Отримати, дозволяють легко та швидко встановити з'єднання з будь-яким пристроєм, що підтримує FDL.
  • Функції S7 дозволяють оптимізувати з'єднання із пристроями сімейства SIMATIC S7.