Hệ thống thông tin trong công nghiệp - Chương 6 ppt

Hệ thống thông tin công nghiệp 4/8/2006 6.1 Profibus 2 6.1 Profibus © 2006 - HMS 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. PROFIBUS-PA 3 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 truyền thông, mà còn ₫ược coi là một công nghệ tự ₫ộng hóa.  Một hệ thống bus trường hàng ₫ầu hiện nay, 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. 4 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 trường cấp cao, chủ yếu ghép nối giữa thiết bị ₫iều khiển với vào ra phân tán và một số thiết bị thông minh —Truyền dữ liệu thô, hiệu suất cao — Ứng dụng ₫a năng, trong nhiều lĩnh vực  PROFIBUS-PA —Mở rộng PROFIBUS-DP xuống cấp trường cho lĩnh vực công nghiệp chế biến(kỹ thuật truyền dẫn khác) —Ghép nối trực tiếp với thiết bị trường 5 6.1 Profibus © 2006 - HMS Lựa chọn giao thức 6 6.1 Profibus © 2006 - HMS 2. Kiến trúc giao thức PROFIBUS-FMS PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA DP-Profiles PA-Profiles C¸c chøc n¨ng DP më réng Giao diÖn sö dông FMS-Profiles C¸c chøc n¨ng DP c¬ së Líp 7 Fieldbus Message Specification (FMS) Líp 3-6 Kh«ng thÓ hiÖn Líp 2 Fieldbus Data Link (FDL) Líp 1 RS-485/RS-485IS/C¸p quang MBP (IEC 1158-2) 7 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)àmột 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.  Lớp liên kết dữ liệu FDL (Fieldbus Data Link): —kiểm soát truy nhập bus — cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu  Lớp vật lý của PROFIBUS qui ₫ịnh về —kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu, — môi trường truyền dẫn, —cấu trúc mạng và các giao diện cơ học. 8 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  DP và PA cùng dịch vụ sử dụng (trên lớp 7), khác 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 9 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,  Tốc ₫ộ truyền từ 1,5 Mbit/s trở lên yêu cầu cấu trúc daisy-chain.  Cáp truyền ₫ược sử dụng là ₫ôi dây xoắn có bảo 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. 10 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 lượng tối ₫a các trạm trong mỗi ₫oạn mạng là 32.  Có thể dùng tối ₫a 9 bộ lặp tức 10 ₫oạn mạng. Tổng số trạm tối ₫a trong một mạng là 126.  Chế ₫ộ truyền tải không ₫ồng bộ và hai chiều không ₫ồng thời.  Phương pháp mã hóa bit NRZ. [...]... Si thy tinh a ch vi khong cỏch truyn ti a 23km v si thy tinh n ch vi khong cỏch truyn cú th trờn 15km Si cht do vi chiu di ti a 80m v si HCS vi chiu di ti a 500m 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 12 Cu hỡnh FMS tiờu biu 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 13 Cu hỡnh DP tiờu biu 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 14 Cu hỡnh PA tiờu biu 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 15 Cu hỡnh mng cỏp in tiờu biu 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 16 5 Truy... chuyờn bit (profiles) PLC (DP-Master) PC (DP-Master) PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA I/O phân tán (DP-Slave) 6. 1 Profibus DP/PA-Link (DP-Slave) â 20 06 - HMS 33 H thng thụng tin cụng nghip 6. 2 Interbus 4/14/20 06 6.2 Interbus 1 2 3 4 5 6 7 8 Gii thiu chung Kin trỳc giao thc Cu trỳc mng K thut truyn dn C ch giao tip Cu trỳc bc in Dch v giao tip Sn phm Interbus 6. 2 Interbus â 20 06 - HMS 2 1 Gii thiu chung INTERBUS... Destination Address a ch ớch (trm nhn), t 0-1 27 SA Source Address a ch ngun (trm gi), t 0-1 26 DU Data Unit Khi d liu s dng FC Frame Control Byte iu khin khung FCS Frame Check Sequence Byte kim soỏt li, HD = 4 ED End Delimiter Byte kt thỳc, ED = 16H 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 21 Khung UART (FMS,DP) D ãy bit truyền đi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 20 27 LSB M SB 0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 P Start bit (ST) 6. 1... liu, 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 30 Giao tip gia cỏc trm t (DXB) DP Master Cp 1 DP Slave (cho hng) 6. 1 Profibus DP Slave (t hng) DP Slave (t hng) â 20 06 - HMS 31 Ch ng thi (isochronous mode) ng dng ch yu trong iu khin cỏc h thng chuyn ng ỏp ng yờu cu rt cao v tớnh thi gian thc, chớnh xỏc ( rung, jitter) ti microgiõy Kt hp ch/t vi TDMA Cn ng b húa thi gian 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 32 8 Profibus-PA Lp... di thụng tin c nh, mang 8 byte d liu: SD3 DA SA FC DU FCS ED Khung vi chiu di thụng tin khỏc nhau, 1-2 46 byte d liu: SD2 LE LEr DA SD2 DA SA FC DU FCS ED SA Token: SD4 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 20 Ký hiu Tờn y í ngha SD1 SD4 Start Delimiter Byte khi u, phõn bit gia cỏc loi khung SD1 = 10H, SD2 =68 H, SD3 = A2H, SD4=DCH LE Length Chiu di thụng tin ( 4-2 49 byte) LEr Length repeated Chiu di thụng tin nhc... trin riờng ca hóng Phoenix Contact Chun húa quc t IEC 61 15 8-2 Kh nng kt ni nhiu loi thit b khỏc nhau c s dng xuyờn sut trong h thng (bus trng, bus iu khin, bus chp hnh-cm bin) ng dng ch yu trong ngnh cụng nghip ch to, lp rỏp v sn xut vt liu xõy dng S lng thit b ghộp ni: #1 trờn th gii c s dng trong nhiu nh mỏy gch, s-thy tinh VN 6. 2 Interbus â 20 06 - HMS 3 ... (kbit/s) 9 ,6/ 19,2 45,45/93,75 187.5 500 1500 3000 /60 00/ 12000 Chiu di (một) 1200 1000 400 200 6. 1 Profibus 100 â 20 06 - HMS 11 Truyn dn vi RS-485IS (IS : Intrinsically Safe) c phỏt trin cú th phự hp vi mụi trng ũi hi an ton chỏy n theo ch dn v cỏc qui nh ngt nghốo v mc in ỏp v mc dũng tiờu th ca cỏc thit b ti a 32 trm trong mt on mng RS-485IS Truyn dn vi cỏp quang thớch hp c bit trong cỏc lnh... tớnh nng thi gian 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 23 Ba phiờn bn DP DP-V0 qui nh cỏc chc nng DP c s: Trao i d liu tun hon Chn oỏn trm, module v kờnh H tr t cu hỡnh vi tp tin GSD DP-V1 b sung cỏc chc nng DP m rng: Trao i d liu khụng tun hon gia PC hoc PLC vi cỏc trm t Tớch hp kh nng cu hỡnh vi EDD (Electronic Device Description) v FDT (Field Device Tool) Cỏc khi chc nng theo chun IEC 61 13 1-3 Giao tip an... tr cnh bỏo v bỏo ng 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 24 Phiờn bn DP-V2 m rng DP-V1 vi cỏc chc nng: Trao i d liu gia cỏc trm ti theo c ch cho hng/t hng (publisher/subscriber) Ch giao tip ng thi (isochronous mode) ng b húa ng h v úng du thi gian (time synchronisation, time stamping) H tr giao tip qua giao thc HART Truyn np cỏc vựng nh lờn v xung Kh nng d phũng 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 25 Cu hỡnh h thng... minh 6. 1 Profibus â 20 06 - HMS 26 c tớnh vn hnh h thng STOP: Khụng truyn d liu s dng gia trm ch v trm t, ch cú th chn oỏn v tham s húa CLEAR: Trm ch c thụng tin u vo t cỏc trm t v gi cỏc u ra giỏ tr an ton OPERATE: Trm ch ch trao i d liu u vo v u ra tun hon vi cỏc trm t Trm ch cng thng xuyờn gi thụng tin trng thỏi ca nú ti cỏc trm t s dng lnh gi ng lot vo cỏc khong thi gian t trc 6. 1 Profibus â 2006 . biểu 14 6. 1 Profibus © 20 06 - HMS Cấu hình DP tiêu biểu 15 6. 1 Profibus © 20 06 - HMS Cấu hình PA tiêu biểu 16 6.1 Profibus © 20 06 - HMS Cấu hình mạng cáp ₫iện tiêu biểu 17 6. 1 Profibus © 20 06 - HMS 5 Hệ thống thông tin công nghiệp 4/8/20 06 6.1 Profibus 2 6. 1 Profibus © 20 06 - HMS 6. 1 Profibus 1. Giới thiệu chung 2. Kiến trúc giao thức 3 bị trường 5 6. 1 Profibus © 20 06 - HMS Lựa chọn giao thức 6 6.1 Profibus © 20 06 - HMS 2. Kiến trúc giao thức PROFIBUS-FMS PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA DP-Profiles PA-Profiles C¸c chøc n¨ng DP më