Co to jest PROFIBUS?

Profibus jest cyfrową siecią zaprojektowaną do wymiany danych między urządzeniami polowymi (rozproszone wejścia/wyjścia, falowniki, siłowniki), a systemem sterowania (PLC).

Profibus DP (Decentralised Peripherals – rozproszone peryferia) pojawił się na rynku w 1998 jako modyfikacja PROFIBUS FMS, który zadebiutował w 1989, jako rezultat prac grupy niemieckich firm. Obecnie mamy dwa rodzaje sieci Profibus: Profibus DP oraz Profibus PA, dodatkowo istnieje PROFINET, który bazuje na komunikacji Ethernetowej.

Czym jest PROFIBUS DP?

Pofibus DP bazuje na warstwie fizycznej znanej jako RS485 – z tymże nie musi to być jedynie kabel miedziany, równie często wykorzystywany jest światłowód, czy transmisja bezprzewodowa, ta ostatnia jednak nie posiada rekomendacji, ani certyfikacji PI International. PROFIBUS DP, jak wspomniano wcześniej znaczy – rozproszone peryferia/ lub wejścia/wyjścia i odnosi się do połączenia wejść/wyjść, które są oddalone od sterownika z wykorzystaniem szybkiej magistrali szeregowej.

MASTER – SLAVE

Profibus DP wykorzystuję architekturę typu Master Slave, co oznacza, że tylko Master (najczęściej PLC) inicjuje komunikację i odpytuje inne urządzenia podłączone do magistrali, które nazywa się SLAVE’mi. Dodać należy, że SLAVY nie komunikują się ze sobą, wymiana danych następuje jedynie między Masterem, a Slave’ami. W bardzo uproszczonym przypadku Master (PLC) odpytuje po kolei Slave’y (kolejność wynika z adresacji), a slave’y odpowiadają na te zapytania. Po odpytaniu wszystkich urządzeń następuje nowy cykl odpytań od najmniejszego adresu. Jak wynika z powyższego opisu jest to komunikacja typu HALF-DUPLEX, co znaczy, że w danej chwili kierunek przesyłu danych może być tylko jeden.

Prędkość

PROFIBUS DP wykorzystuje 10 prędkości przesyłania danych od 9.6kbp/s do 12Mbp/s. Ponieważ PROFIBUS DP bazuje na RS485 (z uwagi na sygnał różnicowy odporny na zakłócenia) więc długość magistrali uzależniona jest od prędkości i dla najwyższych prędkości długość segmentu wynosi tylko 100 m dla przewodu miedzianego. Domyślną wartością prędkości ustawianą w środowisku programistycznym SIMATIC Step 7 jest 1,5Mbp/s i maksymalna długość segmentu dla tej wartości wynosi 200m. 

Repeater – przedłużacz sieci i „odświeżacz sygnału”

Aby „wydłużyć” sieć o kolejny segment należy na końcu zainstalować repeater, który zwiększa zasięg sieci oraz zwiększa ilość urządzeń, które mogą być podłączone do magistrali PROFIBUS, bo w jednym segmencie mogą być podłączone tylko 32 interfejsy PROFIBUS (wliczając w to repeatery). Natomiast w całej sieci PROFIBUS DP może być zainstalowanych do 126 urządzeń.

Terminator

Każdy segment sieci PROFIBUS DP musi być zaterminowany na obydwu końcach. Terminatorem nazywamy układ rezystorów dopasowujących impedancję do impedancji przewodu i najczęściej każda wtyczka DP9 wyposażona jest w przełącznik terminujący sieć. Terminator zapobiega odbijaniu się sygnału od wolnych (niezaterminowanych) końców przewodów. Wspomniane rezystory zamieniają energię elektryczną sygnału na ciepło w rezystorach i dzięki temu zapobiega się odbiciom, które są niczym innym jak zakłóceniami powodującymi błędy w przesyłaniu informacji.