1.4.4. Протокол Profibus

Физический уровень PROFIBUS

Физически PROFIBUS может представлять из себя:

– электрическая сеть в основе своей использующая экранированную

витую пару.

– оптическая сеть на основе оптоволоконного кабеля.

– ифракрасная сеть.

Скорость передачи по ней может варьироваться от 9,6 Кбит/сек до 12 Мбит/сек.

Протокол доступа к шине

Для всех версий PROFIBUS существует единый протокол доступа к шине. Этот протокол реализуется на 2 уровне модели OSI (который называется в PROFIBUS-FDL). Данный протокол реализует процедуру доступа с помощью маркера (token). Сеть PROFIBUS состоит из ведущих (master) и ведомых (slave) станций. Ведущая станция может контролировать шину, то есть может передавать сообщения (без удалённых запросов), когда она имеет право на это (то есть когда у неё есть маркер). Ведомая станция может лишь распознавать полученные сообщения или передавать данные после соответствующего запроса. Маркер циркулирует в логическом кольце, состоящем из ведущих устройств. Если сеть состоит только из одного ведущего, то маркер не передаётся (в таком случае в чистом виде реализуется система master-slave). Сеть в минимальной конфигурацией может состоять либо из двух ведущих, либо из одного ведущего и одного ведомого устройства.

Конфигурирование PROFIBUS

Многие из программных средств конфигурирования сети PROFIBUS ориентированы непосредственно на того или иного производителя и часто содержат помимо средств конфигурирования сети дополнительные средства, например, средства для программирования контроллеров и т. д. Среди таких программ это STEP 7 (пакет программирования контроллеров SIMATIC S7-300 и SIMATIC S7-400 фирмы Siemens AG) . Но есть много программ, работающих с оборудованием разных фирм. Таких как Com PROFIBUS — для конфигурирования сети PROFIBUS, или SINEC Scope L2 — средство для пассивного (то есть без какого-либо влияния на сеть) наблюдения за обменом данными в сети PROFIBUS.

Протоколы сети PROFIBUS

Одни и те же каналы связи сети PROFIBUS допускают одновременное использование нескольких протоколов передачи данных:

– PROFIBUS DP (Decentralized Peripheral - Распределенная периферия)

– протокол, ориентированный на обеспечение скоростного обмена

данными между системами автоматизации (ведущими DP–

устройствами) и устройствами распределённого ввода-вывода

(ведомыми DP-устройствами). Протокол характеризуется

минимальным временем реакции и высокой стойкостью к

воздействию внешних электромагнитных полей. Оптимизирован для

высокоскоростных и недорогих систем. Эта версия сети была

спроектирована специально для связи между автоматизированными

системами управления и распределенной периферией. Электрически

близка к RS-485, но сетевые карты используют 2-х портовую

рефлективную память, что позволяет устройствам обмениваться

данными без загрузки процессора контроллера.

– PROFIBUS PA (Process Automation - Автоматизация процесса) –

протокол обмена данными с оборудованием полевого уровня,

расположенным в обычных или Ex-зонах (взрывоопасных зонах).

Протокол отвечает требованиям международного стандарта IEC

61158–2. Позволяет подключать датчики и приводы на одну

линейную шину.

– PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification – Спецификация

сообщений полевого уровня) — универсальный протокол для

решения задач по обмену данными между интеллектуальными

сетевыми устройствами (контроллерами,

компьютерами/программаторами, системами человеко-машинного

интерфейса) на полевом уровне. Некоторый аналог промышленного

Ethernet, обычно используется для высокоскоростной связи между

контроллерами и компьютерами верхнего уровня и используемыми

диспетчерами. Скорость до 12 Мбит/с.

Все протоколы используют одинаковые технологии передачи данных и общий метод доступа к шине, поэтому они могут функционировать на одной шине. Дополнительно к перечисленным протоколам, поддерживаются следующие возможности обмена данными:

– Службы FDL (Field Data Link - Канал полевых

данных),SEND/RECEIVE - Отправить/Получить, позволяют легко и

быстро установить соединение с любым устройством,

поддерживающим FDL.

– Функции S7 позволяют оптимизировать соединение с устройствами

семейства SIMATIC S7.

72