Profibus

Profibus
Profibus
PROFIBUS rgb 2010.png
프로토콜 정보
네트워크의 종류디바이스 버스, 프로세스 제어
물리 미디어트위스트 페어, 파이버
네트워크 토폴로지버스
장치 주소 할당딥 스위치 또는 hardware/software
사회.PROFIBUS&.PROFINET 국제(PI)
웹 사이트www.profibus.com
Profibus 전기 커넥터

자동화 기술에 필드 버스 통신에 Profibus(보통 PROFIBUS로, 프로세스 필드 버스에 대한 대형 여행 가방으로 스타일의)은 표준과 1989년 최초로 BMBF(교육 및 연구의 독일어과)에 의해 지멘스에서 사용하는 승진했다.산업 이더넷의 Profinet 표준과 혼동하지.Profibus 공개적으로 IEC61158의 일환으로 발간된다.

기원.

PROFIBUS의 역사는 1986년 독일에서 시작된 21개 기업과 기관이 필드버스라는 마스터 프로젝트 계획을 고안한 협회의 공개 추진 계획으로 거슬러 올라간다.목표는 필드 디바이스 인터페이스의 기본 요건에 따라 비트시리얼 필드 버스를 구현하고 확산시키는 것이었습니다.이를 위해 회원사들은 생산(즉, 개별 또는 공장 자동화) 및 프로세스 자동화에 대한 공통 기술 개념을 지원하기로 합의했습니다.먼저, 까다로운 통신 작업에 맞게 조정된 복잡한 통신 프로토콜 Profibus FMS(Field Bus Message Specification)를 명시하였습니다.그 후, 1993년에, 보다 단순하고 상당히 빠른 프로토콜 PROFIBUS DP (분산 주변기기)의 규격이 완성되었다.Profibus FMS는 Profibus Masters 간의 (결정적이지 않은) 데이터 통신에 사용됩니다.Profibus DP는 Profibus 마스터와 원격 I/O 슬레이브 간의 (결정론적) 통신을 위해 만들어진 프로토콜입니다.

현재 사용되고 있는 PROFBUS에는 두 가지 종류가 있습니다. 가장 일반적으로 사용되는 PROFBUS DP와 덜 사용되는 애플리케이션 고유의 PROFBUS PA입니다.

  • PROFIBUS DP(분산형 주변기기)는 생산(공장) 자동화 애플리케이션에서 중앙 집중식 컨트롤러를 통해 센서와 액추에이터를 작동하는 데 사용됩니다.많은 표준 진단 옵션은 특히 여기에 중점을 두고 있습니다.
  • PROFIBUS PA(프로세스 자동화)는 프로세스 자동화 애플리케이션에서 프로세스 제어 시스템을 통해 측정 장비를 모니터링하는 데 사용됩니다.이 변형은 폭발/위험 영역(Ex-Zone 0 및 1)에서 사용하도록 설계되었습니다.물리층(즉, 케이블)은 IEC 61158-2를 준수합니다. IEC 61158-2는 버스를 통해 필드 계측기로의 전력 공급을 허용하면서 오작동이 발생하더라도 폭발 조건이 발생하지 않도록 전류 흐름을 제한합니다.PA 세그먼트에 접속되어 있는 디바이스의 수는 이 기능에 의해 제한됩니다.PA의 데이터 전송 속도는 31.25 kbit/s입니다.단, PA는 DP와 동일한 프로토콜을 사용하며 커플러 디바이스를 사용하여 DP 네트워크에 링크할 수 있습니다.훨씬 빠른 DP는 프로세스 신호를 컨트롤러로 전송하기 위한 백본네트워크로서 기능합니다.즉, 프로세스와 공장 자동화 네트워크가 나란히 동작하는 하이브리드 애플리케이션에서는 특히 DP와 PA가 긴밀하게 연동할 수 있습니다.

2009년 말까지 3천만 개 이상의 PROFBUS 노드가 설치되었으며, 이 중 500만 개가 프로세스 산업입니다.

테크놀로지

PROFIBUS 프로토콜(OSI 참조 모델)

OSI 레이어 버스
7 어플 DPV0 DPV1 DPV2 관리
6 발표 --
5 세션
4 운송
3 네트워크
2 데이터 링크 FDL
1 물리적. EIA-485 옵티컬 MBP


응용 프로그램레이어(OSI-Layer 7)

이러한 기능을 사용하기 위해 DP 프로토콜의 다양한 서비스 수준이 정의되었습니다.

  • 데이터 및 진단의 주기적 교환을 위한 DP-V0
  • 비순환 데이터 교환 및 알람 처리용 DP-V1
  • 등시 모드 및 데이터 교환 브로드캐스트용 DP-V2(슬레이브 간 통신)

데이터 링크 레이어(OSI 레이어 2)

Data Link Layer(FDL; 필드버스 데이터 링크)는 토큰 패스와 마스터 슬레이브 방식을 조합한 하이브리드액세스 방식으로 동작합니다.PROFIBUS DP 네트워크에서는 컨트롤러 또는 프로세스 제어 시스템이 마스터이고 센서 및 액추에이터가 슬레이브입니다.

각 바이트는 짝수 패리티를 가지며 시작 및 중지 비트와 비동기적으로 전송됩니다.전보의 바이트가 전송될 때 정지 비트와 다음 시작 비트 사이에 포즈가 없을 수 있습니다.마스터는 최소 33비트(논리 "1" = 버스 유휴)의 SYN 일시 중지로 새 전보의 시작을 알립니다.

다양한 전보 유형이 사용됩니다.시작 딜리미터(SD)로 구분할 수 있습니다.

데이터 없음

SD1 = 0x10

SD1 DA SA FC FCS ED

가변 길이 데이터

SD2 = 0x68

SD2 LE LEr SD2 DA SA FC DSAP SSAP PDU FCS ED

고정 길이 데이터

SD3 = 0xA2

SD3 DA SA FC PDU FCS ED

상품권

SD4 = 0xDC

SD4 DA SA

필드

SD 시작 구분 기호
LE 프로토콜 데이터 단위 길이(포함).DA, SA, FC, DSAP, SSAP)
LEr 프로토콜 데이터 단위 길이 반복, (해밍 거리 = 4)
FC 기능 코드
DA 수신처 주소
SA 송신원주소
DSAP 대상 서비스 액세스 포인트
SSAP 소스 서비스 액세스 포인트
PDU 프로토콜 데이터 단위(프로토콜 데이터)
FCS Frame Checking Sequence(프레임체크 시퀀스). 지정된 길이 내에서 단순히 바이트를 합산하여 계산됩니다.여기서 오버플로는 무시됩니다.
ED 끝 구분 기호(= 0x16)

서비스 액세스 포인트

SAP(10진수) 서비스
디폴트 0 주기적 데이터 교환(Write_Read_Data)
54 마스터 투 마스터 SAP(M-M 통신)
55 스테이션 주소 변경(Set_Slave_Add) - SAP55는 옵션이며, 슬레이브가 스테이션 주소에 비휘발성 스토리지 메모리를 제공하지 않을 경우 비활성화될 수 있습니다.
56 입력 읽기(Rd_Inp)
57 출력 읽기(Rd_Outp)
58 DP 슬레이브에 대한 제어 명령어(Global_Control)
59 구성 데이터 읽기(Get_Cfg)
60 Diagnostics 데이터(Slave_Diagnostics)를 확인.
61 파라미터화 데이터 전송(Set_Prm)
62 구성 데이터 확인(Chk_Cfg)

비트 전송 레이어(OSI 레이어 1)

비트 전송 레이어에는, 다음의 3개의 다른 방식이 지정되어 있습니다.

  • EIA-485에 따른 전기 전송에서는 150Ω의 임피던스를 가진 트위스트 페어 케이블이 버스 토폴로지에 사용됩니다.9.6 kbit/s ~12 Mbit/s의 비트환율을 사용할 수 있습니다.2개의 리피터 간의 케이블 길이는 사용되는 비트환율에 따라 100~1200m로 제한됩니다.이 전송 방식은 주로 PROFIBUS DP에서 사용됩니다.
  • 광섬유를 통한 광전송에서는 스타, 버스 및 링 토폴로지가 사용됩니다.리피터 사이의 거리는 최대 15km가 될 수 있다.링 토폴로지는 용장하게 실행할 수도 있습니다.
  • MBP(Manchester Bus Powered) 전송 기술을 통해 데이터와 필드 버스 전력이 동일한 케이블을 통해 공급됩니다.폭발 위험이 있는 환경에서 사용할 수 있도록 전력을 줄일 수 있습니다.버스 토폴로지는 최대 1900m 길이로 필드 디바이스(최대 60m 지점)로의 분기가 가능합니다.여기서 비트환율은 고정 31.25kbit/s입니다.이 기술은 PROFIBUS PA의 프로세스 자동화에 사용하기 위해 특별히 개발되었습니다.

모바일 기기용 슬라이딩 접점을 통한 데이터 전송이나 오픈 스페이스에서의 광학 또는 무선 데이터 전송에 대해서는 다양한 제조사의 제품을 입수할 수 있지만 규격에 준거하고 있지 않다.

PROFIBUS DP는 2개의 코어스크린 케이블을 사용하여 바이올렛 시스를 사용하여 9.6kbit/s~12Mbit/s의 속도로 동작합니다.네트워크에 존재하는 모든 디바이스와의 통신에 충분한 시간을 주는 특정 속도를 선택할 수 있습니다.시스템이 느리게 변화하면 통신 속도가 낮아지고, 시스템이 빠르게 변화하면 더 빠른 속도로 효과적인 통신이 이루어집니다.PROFIBUS DP에서 사용되는 RS485 밸런스 전송에서는 한 번에 31대의 디바이스만 접속할 수 있습니다.단, 허브 또는 리피터를 사용하여 더 많은 디바이스(최대 126)를 연결하거나 네트워크를 확장할 수 있습니다(최대 4개의 허브 또는 리피터가 126에 도달).허브 또는 리피터도 디바이스로 카운트됩니다.

PROFIBUS PA는 2개의 코어스크린 케이블을 사용하여 31.25kbit/s의 고정 속도로 동작합니다.통신은 폭발 위험을 최소화하기 위해 또는 본질적으로 안전한 장비가 필요한 시스템에 대해 개시될 수 있다.PROFIBUS PA의 메시지 형식은 PROFIBUS DP와 동일합니다.

주의: PROFIBUS DP와 PROFIBUS PA는 PROFINET과 혼동해서는 안 됩니다.

프로필

프로파일은 특정 디바이스 또는 애플리케이션에서 사용하기 위해 PROFIBUS에서 사용할 수 있는 기능 및 기능의 사전 정의된 설정입니다.PI 작업 그룹에 의해 지정되고 PI에 의해 발행됩니다.프로파일은 개방성, 상호운용성 및 상호교환성을 위해 중요합니다.이를 통해 최종 사용자는 서로 다른 벤더의 유사한 기기가 표준화된 방식으로 작동하도록 보장할 수 있습니다.또, 유저의 선택에 의해서, 벤더의 퍼포먼스 향상과 코스트 삭감으로 연결되는 경쟁도 촉진됩니다.

예를 들어, 인코더, 실험실 기기, 지능형 펌프, 로봇 및 수치적으로 제어되는 기계에 대한 PROFIBUS 프로파일이 있습니다.프로파일은 PROFIBUS에서 HART 및 무선 사용, PROFIBUS PA를 통한 프로세스 자동화 장치 등의 애플리케이션에도 존재합니다.모션 컨트롤(PROFIdrive) 및 기능 안전(PROFIsafe)에 대해 다른 프로필이 지정되었습니다.

조직

PROFIBUS Nutzerorganization e.V.(PROFIBUS User Organization, PNO)는 1989년에 창설되었습니다.이 그룹은 주로 유럽에서 온 제조사와 사용자들로 구성되었다.1992년, 최초의 지역 PROFIBUS 조직이 설립되었습니다(스위스의 PROFIBUS Schweiz).그 후, 지역 PROFBUS & PROFINET Associations(RPA)가 추가되었다.

1995년에는 모든 RPA가 국제우산협회 PROFBUS & PROFINET International(PI)에 가입했다.현재 PROFIBUS는 전 세계 25개 RPA(PNO 포함)로 구성되어 있으며, 주요 자동화 벤더 및 서비스 공급업체의 대부분은 물론 많은 최종 사용자도 포함됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  • PROFIBUS 테크놀로지 및 응용 프로그램 - 시스템 설명
  • J. Weigmann, G. Killian:PROFIBUS DP/DPV1에 의한 분산, ISBN978-3-89578-218-3
  • M. Felser: PROFIBUS Manual, 교수에 의해 조립된 PROFIBUS 네트워크를 설명하는 정보 모음. Max Felser, ISBN 978-3-8442-1435-2
  • R. 미첼: PROFIB포켓 가이드, ISBN 978-1556178627
  • J. Powel, H. Vandeline:프로세스 필드버스 포착:프로세스 자동화를 위한 Profibus 소개, ISBN 978-1606503966
  • J. Xiu: PROFIBUS 실무:PROFIBUS 디바이스 및 케이블 설치(ISBN 978-1481245210)
  • J. Xiu: PROFIBUS 실무:시스템 엔지니어링, 트러블 슈팅 및 유지보수, ISBN 978-1493614684
  • J. Xiu: PROFIBUS 실무:시스템 아키텍처 및 설계, ISBN 978-1507633045

외부 링크