1.2.4.1. Định nghĩa PROFIBUS
Profibus là thuật ngữ mụ tả mạng truyền thụng tin số được sử dụng trong cụng nghiệp để thay thế quỏ trỡnh tớn hiệu analog 4-20mA đang tồn tại một thời gian dài qua. Đõy là mạng truyền thụng số, 2 chiều, multidrop, bus nối tiếp nhằm để kết nối thiết bị field cỏch ly nhau như cỏc điều khiển, cỏc bộ chuyển đổi tớn hiệu, cỏc cảm biến và cỏc cơ cấu chấp hành.
Mỗi thiết bị field cú khả năng tớnh toỏn được cài đặt trong nú và làm cho mỗi thiết bị thành thiết bị thụng minh. Mỗi thiết bị field sẽ thực hành những chức năng đơn giản trờn chớnh nú như cỏc chức năng chuẩn đoỏn, điều khiển và bảo trỡ như cung cấp khả năng truyền thụng hai chiều. Ngoài ra nú cũn cho phộp liờn lạc với cỏc thiết bị field khỏc. Cốt lừi là fieldbus sẽ thay thế cỏc mạng điều khiển tập trung thành cỏc mạng điều khiển phõn tỏn. Do đú fieldbus cú nhiều chức năng và ưu việt hơn so với việc thay thế chuẩn analog 4 – 20mA.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
1.2.4.2. Cỏc thuận lợi fieldbus
- Giảm giỏ thành.
- Tiết kiệm chi phớ ban đầu cho dự ỏn cụng nghệ. - Tiết kiệm trong bảo hành, bảo trỡ và thay thế.
- Nõng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm . - Bảo đảm tớnh an toàn sản xuất và vệ sinh mụi trường. - Quản lý chặt chẽ và hiệu quả.
1.2.4.3. Truyền thụng cụng nghệp
Sự phỏt triển như vũ bóo của IT đó gúp phần thỳc đẩy phỏt triển cụng nghệ tự động hoỏ. Nú đó thay đổi cỏc hệ phõn cấp, cỏc cấu trỳc và quỏ trỡnh trao đổi thụng tin giữa cỏc cấp trong hệ thống. Truyền thụng đó tăng theo chiều ngang ở cấp field cũng như theo chiều dọc qua cỏc mức phõn cấp.
Ở cấp Actuator/Sensor cỏc tớn hiệu của cỏc sensor và actuator nhị phõn được truyền qua ASI bus. Đõy là kỹ thuật đặt chi phớ thấp, đơn giản, qua đú dữ liệu và nguồn điện 24V cho cỏc thiết bị cuối được truyền qua mụi trường chung. Dữ liệu được truyền xoay vũng.
Ở cấp field cỏc thiết bị ngoại vi phõn bố như I/O module, cảm biến đú, cỏc cơ cấu truyền động, cỏc slave và cỏc opration terminal truyền thụng với cỏc hệ thống tự động qua hệ thống truyền thụng thời gian thực. Việc truyền dữ liệu quỏ trỡnh là theo vũng tuần hoàn, trong khi đú cỏc cảnh bỏo, tham số và dữ liệu chuẩn đoỏn được truyền khụng đồng bộ nếu cần. Profibuss là giải phỏp nhằm thoả món cỏc yờu cầu này đồng thời là giải phỏp thụng suốt cho sản xuất cũng như tự động hoỏ quỏ trỡnh.
Ở cấp cell, cỏc bộ điều khiển lập trỡnh được PLC và IPC ruyền thụng với nhau. Luồng thụng tin cần những gúi dữ liệu lớn một số lớn cỏc chức truyền thụng mạnh. Tớch hợp vào hệ thống truyền thụng toàn cụng ty như Intranet và Internet qua cỏc TCP/IP và Ethernet là cỏc yờu cầu quan trọng.
1.2.4.4. Đặc tớnh của PROFIBUS
PROFIBUS là cho phộp nối cỏc thiết bị điều khiển theo truyền nối tiếp từ cấp cell đến cấp field. Trong đú cú nhiều master và nhiều slave, do đú cú thể ghộp nối nhiều hệ thống tự động hoỏ, hệ thống kỹ thuật và cỏc trạm hiển thị với cỏc ngoại vi phõn bố của chỳng trờn cựng một bus. PROFIBUS phõn biệt cỏc kiểu thiết bị sau.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Thiết bị master xỏc định truyền dữ liệu trờn bus. Một master cú thể gửi cỏc thụng điệp khụng cần cú yờu cầu bờn ngoài khi nú giữ quyền truy cập. Cỏc master cũng cú thể gọi là cỏc trạm tớch cực hoặc cỏc nỳt tớch cực.
- Thiế bị slave là cỏc ngoại vi như cỏc thiết bị I/O, cỏc slave, cỏc bộ truyền động và cỏc cảm biến đo lường. Chỳng khụng cú quyền truy cập bus và chỳng chỉ cú thể bỏo cho biết đó nhận thụng điệp hoặc gửi cỏc thụng điệp đến master khi cú yờu cầu.
1.2.4.5. Truyền thụng với PROFIBUS
a. Truyền thụng với PROFIBUS – DP:
- Kết nối cỏc thiết bị vào PLC.
- Truyền cỏc lượng dữ liệu nhỏ và nhanh do. + Truyền thụng master/slave tuần hoàn. + Hoạt động một master
+ Giao tiếp với giao thức được đơn giản hoỏ. - Trao đổi dữ liệu theo 2 khung.
+ Master dữ liệu đến cỏc slave
+ Cỏc slave thụngbỏo và trả dữ liệu về master.
Cỏc hệ thống một hay nhiều master cú thể cài đặt bằng PROFIBUS – DP. Điều này khiến cho hệ thống rất mềm dẻo. Tối đa cài vào 126 thiết bị (master hay slave) vào bus.
b. Truyền thụng với PROFIBUS – FMS:
- Kết nối cỏc PLC với nhau, cú thể kết nối với cỏc thiết bị field. - Chuyển cỏc lượng dữ liệu lớn.
- Hoạt động nhiều master: gửi chủ quyền từ master này đến master kia. FMS là ngụn ngữ cho truyền thụng theo thụng điệp. FMS protocol chuẩn hoỏ khụng những ý nghĩa của thụng điệp (ngữ nghĩa) mà cũn cỏc dạng khuụn dữ liệu cho cấu trỳc của thụng điệp (cỳ phỏp).
Cỏc ứng dụng liờn quan giữa 2 cộng sự truyền thụng trong PROFIBUS - FMS là:
- VFD (Virtual Field Device) = thiết bị field ảo. - Truy cập đối tượng (vớ dụ cỏc biến).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn