A U T O M A T Y K A
Szybko rosnąca złożoność
przemysłowych systemów
sterowania i regulacji
spowodowała także wzrost
znaczenia specjalizowanych
systemów komunikacyjnych
wykorzystywanych do
przekazywania informacji
pomiędzy ich elementami.
Jednym z uznanych na rynku
protokółów komunikacyjnych
jest silnie promowany przez
Siemensa protokół ProfiBus,
któremu poświęcimy
trzyczęściowy artykuł.
część 1 W pierwszej części skupimy się
na zagadnieniach zwiÄ…zanych
Komunikacja
z interfejsami sprzętowymi
stosowanymi do transmisji
w aplikacjach
danych.
Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë% Ë%
przemysłowych
ZaÅ‚oÅ‚eniem twÛrcÛw ProfiBusa byÅ‚o jÄ…cej komunikacjÍ pomiÍdzy inteligen- TransmisjÍ danych, niezaleÅ‚nie od
stworzenie otwartej platformy siecio- tnymi elementami systemu sterowania jej kierunku, zawsze inicjuje dopuszczo-
wej, z ktÛrÄ… mogÄ… wspÛÅ‚pracowaĘ urzÄ…- (rys. 2). ne przez system uzgodnieÒ, oparty na
dzenia produkowane przez rÛÅ‚nych tokenach, urzÄ…dzenie master. UrzÄ…dze-
producentÛw (rys. 1). Kolejnym istot- ProfiBusowe urzÄ…dzenia nia typu slave (najczÍÅ›ciej porty I/O,
nym parametrem branym pod uwagÍ Topologie sieci ProfiBus mogÄ… mieĘ wÅ‚Ä…czniki napÍdÛw, zawory,
przez twÛrcÛw standardu byÅ‚o umoÅ‚li- charakter magistrali, drzewa lub ich czujniki poziomu)
wienie przesyÅ‚ania informacji w syste- kombinacji. SieĘ moÅ‚e skÅ‚adaĘ siÍ z seg- nie majÄ… moÅ‚-
mach pracujÄ…cych w czasie rzeczywis- mentÛw poÅ‚Ä…czonych ze sobÄ… sprzÍga- liwoÅ›ci inicja-
tym, wymagajÄ…cych szybkiego transferu czami, dziÍki czemu liczba doÅ‚Ä…czonych cji poÅ‚Ä…czeÒ,
duÅ‚ych paczek danych, a takÅ‚e w sys- do niej urzÄ…dzeÒ moÅ‚e byĘ bardzo du- sÄ… do nich
temach wymagajÄ…cych cyklicznego Å‚a. W kaÅ‚dym z segmentÛw sieci mogÄ… dopuszczane
przesyłania niewielkich paczek danych. pracowaĘ urządzenia typu master i sla-
W hierarchii protokoÅ‚Ûw sieciowych, ve, przy czym urzÄ…dzenia master okreÅ›-
ProfiBus naleÅ‚y do warstwy zapewnia- lajÄ… sposÛb komunikacji w sieci.
Rys. 1.
Elektronika Praktyczna 12/2000
143
A U T O M A T Y K A
transmisji danych mołe wynosiĘ nawet
12Mbd (tab. 1).
W przypadku stosowania sieci trans-
misyjnych w otoczeniu zagrołonym wy-
buchem (opary paliw lub rozpuszczal-
nikÛw, gazy, itp.) zalecane jest stoso-
wanie innego medium transmisyjnego,
opisanego standardem IEC1158-2 (rys.
3). SzybkośĘ transmisji ograniczono
w nim do 31,25kbd, ale istnieje mołli-
wośĘ zasilenia urzÄ…dzeÒ doÅ‚Ä…czonych
do linii transmisyjnej. Podobnie jak
w interfejsie RS485 do pary przewodÛw
wchodzącej w skład pojedynczego seg-
mentu moÅ‚na doÅ‚Ä…czyĘ do 32 urzÄ…dzeÒ.
RolÍ buforÛw pomiÍdzy fragmentem sie-
ci wykonanej na RS485, a IEC1158-2
speÅ‚niajÄ… dwukierunkowe sprzÍgacze,
ktÛrych maksymalna szybkośĘ transmi-
sji od strony RS485 wynosi (zgodnie ze
specyfikacjÄ… standardu) 93,75kbd. Typo-
wy zasiÍg transmisji i przekazywania
zasilania wynosi do 1900 metrÛw, pod
warunkiem zastosowania kabla z prze-
wodami o przekroju 1,5mm2.
W systemach pracujÄ…cych w miejs-
cach o bardzo wysokim poziomie zakÅ‚Û-
ceÒ elektromagnetycznych, w obecnoÅ›ci
pÛl elektrycznych o duÅ‚ych natÍÅ‚eniach,
a takłe systemach sterowania wymaga-
jących przesyłania danych na dułe od-
legÅ‚oÅ›ci, wykorzystywane sÄ… czÍsto Å‚Ä…-
Rys. 2.
cza Å›wiatÅ‚owodowe. ZasiÍg takiego Å‚Ä…-
cza mołe wynosiĘ nawet 80km, a szyb-
przez urzÄ…dzenie master. MoÅ‚liwe sÄ… dÛw moÅ‚na jednoczeÅ›nie doÅ‚Ä…czyĘ do kośĘ transmisji 1Mbd, przy czym bar-
takÅ‚e transmisje danych z mastera do 32 urzÄ…dzeÒ typu master oraz slave, dzo wiele zaleÅ‚y od rodzaju zastosowa-
wielu urzÄ…dzeÒ typu slave oraz wymia- przy czym w danej chwili transmisja nego sprzÍgacza i Å›wiatÅ‚owodu.
na danych pomiÍdzy masterami. DostÍ- moÅ‚e przebiegaĘ tylko pomiÍdzy parÄ… Piotr ZbysiÅ„ski, AVT
pem do linii transmisyjnej zarzÄ…dza master-slave lub master i kilkoma urzÄ…- [e-mail]
protokÛÅ‚ MAC (ang. Medium Access dzeniami slave. ZasiÍg transmisji w po-
Protocol), ktÛry w warstwowym syste- jedynczym segmencie sieci wykonanej Dodatkowe informacje o ProfiBus
mie sieci OSI/ISO leÅ‚y w warstwie 2. na RS485 moÅ‚e wynosiĘ do 1200 met- moÅ‚na znaleüĘ w Internecie pod adre-
Z pewnym uproszczeniem moÅ‚na rÛw, przy zachowaniu prÍdkoÅ›ci trans- sami:
stwierdziĘ, łe odpowiada on za przeka- misji 93,75kbd. W przypadku ogranicze- - http://www.profibus.com/downloads/
zywanie tokena pomiÍdzy urzÄ…dzeniami nia zasiÍgu do 100 metrÛw, szybkośĘ 4002_v99.pdf
- http://www.profibus.com/data/technic/
Tab. 1. Zależność pomiędzy maksymalną szybkością transmisji i zasięgiem łącza RS485.
index.html,
Przepływność [kbd] 9,6 19,2 93,75 187,5 500 1500 12000
oraz na płycie CD-EP12/2000B w kata-
Zasięg w segmencie [m] 1,2k 1,2k 1,2k 1k 400 200 100 logu \Profibus.
master w taki sposÛb, aby kaÅ‚de z nich
uzyskaÅ‚o rÛwnoprawny w czasie dostÍp
do linii transmisyjnej. Nieco wiÍcej na
temat protokołu MAC napiszemy w ko-
lejnych czÍÅ›ciach artykuÅ‚u.
Styki fizyczne
W zaleÅ‚noÅ›ci od warunkÛw eksploa-
tacyjnych oraz wykorzystywanego do
transmisji medium, rÛÅ‚ne sÄ… osiÄ…gane
maksymalne przepływności danych.
NajczÍÅ›ciej stosowanym w przemysÅ‚o-
wych aplikacjach ProfiBusa interfejsem
fizycznym jest RS485. Charakteryzuje
siÍ on dośĘ duÅ‚Ä… odpornoÅ›ciÄ… na zakÅ‚Û-
cenia, poniewał dane przesyłane są za
pomocÄ… sygnaÅ‚u rÛÅ‚nicowego (napiÍcio-
wego lub prÄ…dowego). Do pary przewo- Rys. 3.
Elektronika Praktyczna 12/2000
Elektronika Praktyczna 12/2000
144
144