معرفی شبکه پروفیباس PLC

معرفی شبکه پروفیباس PLC

Profibus (Process field bus) یک پروتکل برای ارتباطات میدانی در فناوری اتوماسیون است. پروفیباس، باعث ارتباط سیستم‌ها و کنترل‌کننده‌های اتوماسیون را با دستگاه‌های میدانی غیرمتمرکز مانند حسگرها، محرک‌ها و رمزگذارها با یکدیگر می شود. شبکه های پروفیباس، داده ها را با استفاده از یک کابل باس مبادله می کنند.

آموزش plc

پروفیباس یک استاندارد فیلد باس باز و مستقل از فروشنده برای طیف وسیعی از کاربردها در تولید، فرآیند و اتوماسیون ساختمان است. استقلال و باز بودن فروشنده توسط استاندارد PROFIBUS EN 50 170 و EN 50254 تضمین شده است. با پروفیباس، دستگاه های سازنده های مختلف می توانند بدون تنظیمات خاص رابط با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. پروفیباس را می توان هم برای انتقال داده های حیاتی با سرعت بالا و هم برای کارهای پیچیده ارتباطی گسترده، استفاده کرد. شکل ارائه شده در زیر را مشاهده کنید، خانواده پروفیباس از سه نسخه سازگار تشکیل شده است.

دوره آموزش plc ، آموزش تابلو برق صنعتی ، آموزش رباتیک و … با تمرکز بر یادگیری 100% عملی کاراموزان بصورت تخصصی در کارگاههای مجهز آموزشگاه فنی حرفه ای فن آموزان برگزار می شود. جهت شرکت در دوره ها و دریافت اطلاعات بیشتر با شماره 02166477300 تماس بگیرید.

فیلم معرفی شبکه پروفیباس plc

پروفایل های پروفیباس

شبکه پروفیباس دارای پروفایل های مختلف اعم از ارتباطی، فیزیکی و کاربردی است که در ادامه به بررسی هرکدام می پردازیم.

  1. پروفایل ارتباطی

پروفایل های ارتباطی پروفیباس تعریف می کنند که کاربران چگونه داده های خود را به صورت سریال از طریق رسانه انتقال رایج انتقال می دهند.

پروفیباس-DP: این نسخه پروفیباس که برای اتصال سریع و ارزان قیمت بهینه شده است، به ویژه برای ارتباط بین سیستم های کنترل اتوماسیون و I/O توزیع شده در سطح دستگاه طراحی شده است. پروفیباس-DP را می توان برای جایگزینی انتقال سیگنال موازی با 24 ولت یا 0 تا 20 میلی آمپر استفاده کرد.

پروفیباس-PA: پروفیباس-PA به طور خاص برای اتوماسیون فرآیند طراحی شده است. این اجازه می دهد تا سنسورها و محرک ها در یک خط باس مشترک حتی در مناطق ذاتا ایمن متصل شوند. پروفیباس-PA با استفاده از فناوری 2 سیمی مطابق با استاندارد بین المللی IEC 1158-2، امکان برقراری ارتباط داده و برق روی گذرگاه را فراهم می کند.

پروفیباس-FMS: پروفیباس-FMS یک راه حل همه منظوره برای وظایف ارتباطی در سطح سلول است. خدمات قدرتمند FMS طیف گسترده ای از برنامه ها را باز می کند و انعطاف پذیری زیادی را ارائه می دهد. پروفیباس-FMS همچنین می تواند برای کارهای ارتباطی گسترده و پیچیده استفاده شود.

 پروفیباس-FMS

  1. پروفایل فیزیکی

منطقه کاربرد یک سیستم فیلد باس تا حد زیادی با انتخاب فناوری انتقال موجود تعیین می شود. در اتوماسیون فرآیند علاوه بر نیازهای کلی سیستم های باس، مانند قابلیت اطمینان انتقال بالا، فواصل زیاد و سرعت انتقال بالا، الزامات اضافی نیز باید برآورده شود، برای مثال عملیات در مناطق خطرناک و انتقال داده و انرژی در یک کابل. از آنجایی که هنوز برآورده کردن همه الزامات با یک فناوری انتقال امکان پذیر نیست، در حال حاضر سه روش انتقال (پروفایل فیزیکی) برای پروفیباس موجود است:

  • انتقال RS-485 برای کاربردهای جهانی در اتوماسیون تولید
  • انتقال IEC 1158-2 برای استفاده در فرآیند اتوماسیون
  • فیبرهای نوری برای بهبود ایمنی تداخل و فواصل بزرگ شبکه

طی طول پیشرفت های فنی بیشتر، در نظر گرفته شده است که از اجزای تجاری اترنت با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت بر ثانیه به عنوان لایه فیزیکی برای پروفیباس استفاده شود.
کوپل‌ ها یا لینک ها برای انتقال بین فناوری ‌های مختلف مخابره، در دسترس هستند. در حالی که کوپلرها به طور شفاف پروتکل را با در نظر گرفتن شرایط فیزیکی پیاده سازی می کنند، لینک ها ذاتاً هوشمند هستند و بنابراین گزینه های گسترده ای را برای پیکربندی شبکه های پروفیباس ارائه می دهند.

  1. پروفیباس کاربردی

پروفایل های کاربردی پروفیباس تعامل پروتکل ارتباطی با فناوری انتقال مورد استفاده را توصیف می کند. آنها همچنین رفتار دستگاه های میدانی را در حین ارتباط از طریق پروفیباس، تعریف می کنند. مهمترین پروفایل کاربردی پروفیباس در حال حاضر پروفایل PA است که پارامترها و بلوک های عملکرد دستگاه های اتوماسیون فرآیند مانند مبدل های اندازه گیری، دریچه ها و موقعیت دهنده ها را تعریف می کند. پروفایل های بیشتر برای درایوهای با سرعت متغیر، HMI و انکدرها، ارتباطات و رفتار مستقل از فروشنده انواع دستگاه مربوطه را تعریف می کنند.

برخی دیگر از دوره های تخصصی که در آموزشگاه فن آموزان ارائه می شود شامل آموزش هوشمند سازی ساختمان ، آموزش برق ساختمان و آموزش تعمیرات برد الکترونیکی می باشد. تمامی دوره ها از پایه تا پیشرفته بصورت عملی برگزار می شود.

ویژگی های اساسی پروفیباس

پروفیباس مشخصات فنی و عملکردی یک سیستم فیلدباس سریالی را مشخص می کند که با آن کنترل کننده های دیجیتال غیرمتمرکز می توانند از سطح میدان به سطح سلول با هم شبکه شوند. پروفیباس بین دستگاه های Master و دستگاه های Slave تمایز قائل می شود.

دستگاه های Master ارتباط داده ها را در باس تعیین می کنند. یک Master می‌تواند پیام‌ها را بدون درخواست خارجی زمانی که اجازه دسترسی باس (توکن) را در اختیار دارد، ارسال کند. Master ها در پروتکل پروفیباس، ایستگاه های فعال نیز نامیده می شوند.

دستگاه های Slave دستگاه های جانبی هستند. دستگاه های Slave معمولی شامل دستگاه های ورودی/خروجی، سوپاپ ها، درایوها و فرستنده های اندازه گیری هستند. آنها اجازه دسترسی به اتوبوس ندارند و فقط می توانند پیام های دریافتی را تأیید کنند یا در صورت درخواست برای Master پیام ارسال کنند. Slave ها را ایستگاه های غیرفعال نیز می نامند. از آنجایی که آنها فقط به بخش کوچکی از پروتکل باس نیاز دارند، پیاده سازی آنها بسیار مقرون به صرفه است.

معماری پروتکل پروفیباس

پروفیباس بر اساس استانداردهای بین المللی شناخته شده است. معماری پروتکل بر اساس مدل مرجع OSI مطابق با استاندارد بین المللی ISO 7498 است. در این مدل هر لایه انتقال، وظایف دقیقاً تعریف شده ای را انجام می دهد. لایه 1 (لایه فیزیکی) ویژگی های انتقال فیزیکی را تعریف می کند. لایه 2 (لایه پیوند داده) پروتکل دسترسی باس را تعریف می کند. لایه 7 (لایه کاربرد) توابع کاربردی را تعریف می کند. معماری پروتکل پروفیباس در شکل نشان داده شده است.

معماری پروتکل پروفیباس

DP، پروتکل ارتباطات کارآمد، از لایه های 1 و 2 و همچنین رابط کاربری استفاده می کند. از لایه های 3 تا 7 استفاده نمی شود. این معماری ساده، انتقال سریع و کارآمد داده را تضمین می کند. نقشه‌بردار پیوند مستقیم داده (DDLM) دسترسی آسان رابط کاربری به لایه 2 را فراهم می‌کند. عملکردهای برنامه در دسترس کاربر، و همچنین رفتار سیستم و دستگاه انواع مختلف DP، در رابط کاربری مشخص شده‌اند.

در FMS، پروتکل ارتباطات جهانی، اهمیت ویژه ای به لایه های 1، 2 و 7 داده می شود. لایه کاربردی (7) از مشخصات پیام فیلدباس (FMS) و رابط لایه پایین (LLI) تشکیل شده است. FMS تعداد زیادی از خدمات ارتباطی قدرتمند را برای ارتباط master-master و master-slave تعریف می کند. همچنین LLI نمایش خدمات FMS را در پروتکل انتقال داده لایه 2 تعریف می کند.

اهمیت پروتکل پروفیباس در صنایع

بسیاری از محصولات مانند PLC، درایوها و سازندگان ابزار، پروفیباس را ارائه می دهند. مزیت استفاده از آن این است که برای هر برنامه کاربردی، می توان از یک راه حل، موجودی یکسان و همان بخش دانش استفاده کرد. پروفیباس می تواند با سرعت 12 مگابیت در ثانیه که سریع ترین فیلد باس در جهان اتوماسیون است، ارتباط برقرار کند. شبکه بر روی طرح master-slave کار می کند که در آن یک Master رمز را با Slave خود و سپس به ایستگاه بعدی در یک سیستم بسته منتقل می کند.

استانداردهای مرجع

ارتباط پروفیباس در IEC 61158 و IEC 61784 مشخص شده است. این استانداردها جزئیات نحوه ارتباط هر دستگاه و توصیف ایمنی تبادل داده را مشخص می کند.

  • EC 61158 (ارتباطات داده های دیجیتال برای اندازه گیری و کنترل – لایه های ارتباطی)
  • IEC 61784-1 (نمایه های ارتباطی)
  • IEC 61784-2 (Realtime Ethernet RTE)
  • IEC 61784-3 (ارتباطات ایمنی)
  • IEC 61784-4 (امنیت)
  • IEC 61784-5 (نصب)

چک لیست پارامترهای مهم طی راه اندازی شبکه پروفیباس

  • قطبیت سیم پروفیباس (A=سبز، B=قرمز) باید درست باشد.
  • از حداکثر 32 دستگاه یا کمتر در هر بخش اطمینان حاصل کنید.
  • از خطوط شاخه خودداری کنید.
  • فقط از کابل و کانکتورهای پروفیباس استفاده کنید.
  • سرعت انتقال(نرخ Baud) کافی با توجه به طول کابل تنظیم شده است.
  • اطمینان حاصل کنید که آدرس هر گره به درستی تعریف شده است.
  • کابل را از اتصال کوتاه و قطع شدن محافظت کنید.
  • در صورت سرعت انتقال بیشتر، حداقل فاصله بین دو دستگاه باید حداقل یک متر باشد.
    چندین کابل پروفیباس که در داخل یک مجرای فلزی قرار داده شده اند، رفتار خوبی را در هنگام درگیر شدن EMC نشان می دهند.
  • یک دستگاه Slave نمی تواند دو Master داشته باشد.

آموزشگاه فن اموزان دوره های تخصصی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق را تحت نظارت سازمان فنی حرفه ای کشور با تمرکز بر آموزش عملی ارائه می دهد. بیش از هشتاد دوره تخصصی نظیر آموزش تعمیرات لوازم خانگی ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش تعمیرات پکیج و … در این مرکز ویژه بازار کار ارائه می گردد. برای دریافت مشاوره رایگان و جزئیات بیشتر با شماره 02166477300 تماس بگیرید.

امتیاز بدهید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.