Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6, Phần 1: Profibus - Hoàng Minh Sơn
6.1 Profibus
1. Giới thiệu chung
2. Kiến trúc giao thức
3. Kỹ thuật truyền dẫn
4. Truy nhập bus
5. Dịch vụ truyền dữ liệu
6. Cấu trúc bức ₫iện
7. PROFIBUS-DP
8. PROF
2
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
1. Giới thiệu chung
PROFIBUS (Process Field Bus) ₫ược phát triển tại
Đức từ năm 1987
DIN 19245, EN 50 170, IEC 61158, IEC 61784
PROFIBUS không chỉ dừng lại là một hệ thống
₫ộng hóa.
cũng ₫ược sử dụng rất rộng rãi tại Việt Nam
Hỗ trợ bởi PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO), từ
năm 1995 nằm trong PROFIBUS International (PI)
với hơn 1.100 thành viên trên toàn thế giới.
3
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Ba loại giao thức
PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification)
— Bus hệ thống hoặc bus ₫iều khiển ,
— Dịch vụ cao cấp, chủ yếu ₫ược sử dụng trong CN chế tạo
PROFIBUS-DP (Decentral Peripheral)
— Bus tiết bị ₫iều
— Truyền dữ liệu thô, hiệu suất cao
— Ứng dụng ₫a năng, trong nhiều lĩnh vực
PROFIBUS-PA
— Mở rộo lĩnh vực
công nghiệp chế biến (kỹ thuật truyền dẫn khác)
— Ghép nối trực tiếp với thiết bị trường
4
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Lựa chọn giao thức
5
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
2. Kiến trúc giao thức
PROFIBUS-FMS
PROFIBUS-DP
PROFIBUS-PA
FMS-Profiles
DP-Profiles
PA-Profiles
Giao diÖn
sö dông
C¸c chøc n¨ng DP më réng
c¬ së
Fieldbus Message
Specification (FMS)
Líp 7
K h « n g
Fieldbus Data Link (FDL)
t h Ó
h i Ö n
Líp 3-6
Líp 2
P (IEC 1158-2)
Líp 1
6
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Các lớp dịch vụ và giao thức
Lớp ứng dụng của FMS bao gồm hai lớp con
— FMS (Fieldbus Message Specification) à một tập con của
chuẩn MMS, ₫ảm nhiệm việc xử lý giao thức và cung cấp
các dịch vụ truyền thông,
— LLI (Lower Layer Interface)có vai trò trung gian cho FMS
kết nối với lớp 2.
— kiểm soát truy nhập bus
— cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu
Lớp vật lý của PROFIBUS qui ₫ịnh về
— kỹ th
— môi trường truyền dẫn,
— cấu trúc mạng và các giao diện cơ học.
7
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Tương thích?
FMS và DP có thể chạy trên cùng một ₫ường
truyền (cùng cơ sở hạ tầng)
Giữa hai mạng FMS và DP không bao giờ cần
ghép nối
nhau chủ yếu ở lớp vật lý
Giữa DP và PA cần ghép nối
— DP/PA-Coupler (Bridge)
— DP/PA-Link (Gateway)
PA ₫ược coi là một ₫oạn mạng của DP
8
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
3. Kỹ thuật truyền dẫn (lớp 1)
Truyền dẫn với RS-485:
Tốc ₫ộ truyền thông từ 9,6 kbit/s ₫ến 12 MBit/s
Cấu trúc ₫ường thẳng kiểu ₫ường trục/₫ường
nhánh (trunk-line/drop-line) hoặc daisy-chain,
trúc daisy-chain.
vệ (STP). Hiệp hội PI khuyến cáo dùng cáp loại A.
Trở kết thúc có dạng tin cậy (fail-safe biasing ) với
các ₫iện trở lần lượt là 390Ω-220Ω-390Ω.
9
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Chiều dài tối ₫a của một ₫oạn mạng từ 100 ₫ến
1200m, phụ thuộc vào tốc ₫ộ truyền ₫ược lựa
chọn. Quan hệ giữa tốc ₫ộ truyền và chiều dài tối
₫a của một ₫oạn mạng ₫ược tóm tắt trong bảng
4.1.
Số lượncmạng là
32.
Chế ₫ộ truyền tải không ₫ồng bộ và hai chiều
không
Phương pháp mã hóa bit NRZ.
10
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Khoảng cách truyền
và tốc ₫ộ truyền
Tốc độ
(kbit/s) 45,45/93,75
000/6000/
12000
Chiều dài 1200
1000 400 200 100
(mét)
11
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Truyền dẫn với RS-485IS (IS : Intrinsically Safe)
— ₫ược phát triển ₫ể có thể phù hợp với môi trường ₫òi hỏi
an toàn cháy nổ.
— theo chỉ dẫn và các qui ₫ịnh ngặt nghèo về mức ₫iện áp
và mức dòng tiêu thụ của các thiết bị.
— tối ₫a 32 trạm trong một ₫oạn mạng RS-485IS.
Truyền dẫn với cáp quang
— Sợi thủy tinh ₫a chế ₫ộ với khoảng cách truyền tối ₫a 2-
3km và sợi thủy tinh ₫ơn chế ₫ộ với khoảng cách truyền
có th
— Sợi chất dẻo với chiều dài tối ₫a 80m và sợi HCS với
chiều dài tối ₫a 500m.
12
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Cấu hình FMS tiêu biểu
13
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Cấu hình DP tiêu biểu
14
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Cấu hình PA tiêu biểu
15
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Cấu hình mạng cáp ₫iện tiêu biểu
16
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
5. Truy nhập bus (lớp 2)
Vßng token logic gi÷a c¸c thiÕt bÞ Master
C¸c tr¹m tÝch cùc, Master
PLC
PC
PLC
PROFIBUS
M
T
M
C¸c tr¹m thô ®éng, Slave
17
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
6. Dịch vụ truyền dữ liệu (lớp 2)
Dịch vụ không tuần hoàn:
— SDN (Send Data with No Acknowledge): Gửi dữ liệu
không xác nhận
— SDA (Send Data with Acknowledge): Gửi dữ liệu với xác
nhận
dữ liệu
Dịch vụ tuần hoàn:
— CSRD (Cyclic Send and Request Data with Reply): Gửi và
yêu cầu dữ liệu tuần hoàn.
18
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
DÞch vô kh«ng tuÇn hoμn
DÞch vô tuÇn hoμn
(TruyÒn th«ng b¸o)
Göi vμ yªu cÇu d÷ liÖu tuÇn hoμn (CSRD)
Göi d÷ liÖu kh«ng x¸c nhËn (SDN)
(broadcast)
D÷ liÖu
D÷ liÖu
Tr¹m n
Göi d÷ liÖu víi x¸c nhËn (SDA)
D÷ liÖu
D÷ liÖu
D÷ liÖu
Tr¹m n+1
X¸c nhËn
D÷ liÖu
Göi vμ yªu cÇu d÷ liÖu (SRD)
Tr¹m n+2
D÷ liÖu
D÷ liÖu
D÷ liÖu
19
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
7. Cấu trúc bức ₫iện (lớp 2)
Khung với chiều dài thông tin cố ₫ịnh, không mang dữ liệu:
SD1
DA
SA
FC
FCS
ED
Khung với chiều dài thông tin cố ₫ịnh, mang 8 byte dữ liệu:
SD3
SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DU FCS ED
Token:
SD4
DA
SA
20
6.1 Profibus
© 2006 - HMS
Tải về để xem bản đầy đủ
33 trang
12/05/2022
2660
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6, Phần 1: Profibus - Hoàng Minh Sơn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_he_thong_thong_tin_cong_nghiep_chuong_6_profibus_h.pdf
