MẠNG PROFIBUS potx

3/25/2008 1
Chương 3: MẠNG PROFIBUS
Nội dung:
 Mô hình mạng ISO.
 Mạng truyền thông SIMATIC NET.
 Giới thiệu về mạng Profibus.
 Profibus DP.
 Module EM-277.
 Điều khiển thiết bị qua mạng Profibus.
3/25/2008 2
Mô hình mạng ISO
 Đây là mô hình mạng cho hệ thống truyền thông
mở đối với mạng hỗn hợp, không đồng nhất.
 Mô hình này hình thành nguyên tắc tiêu chuẩn cho
các thủ tục truyền thông.
 Mô hình này tạo ra một khung chuẩn hóa trong
truyền thông gồm 7 lớp.
 Các nhà sản xuất thiết bị tự động, thiết bị dữ liệu
đầu cuối đều dựa theo mô hình này để thực hiện.
3/25/2008 3
Mô hình mạng ISO
3/25/2008 4
Mạng truyền thông SIMATIC NET
 SIMATIC NET là hệ thống truyền thông mở, không
đồng nhất với nhiều mạng nội bộ.
 Mạng này dựa trên các tiêu chuẩn của mô hình ISO.
 SIMATIC NET cung cấp các loại mạng theo nhiều
yêu cầu khác nhau gồm:
 Ethernet công nghiệp: mạng ở cấp cell (tế bào) và
management (quản lý)
 Profibus: mạng truyền thông ở cấp cell và field (trường)

 AS – Interface: mạng đối với cấp sensor và actuator.
3/25/2008 5
Mạng truyền thông SIMATIC NET
3/25/2008 6
Mạng Profibus
 Profibus là mạng trong vùng cell và field của hệ thống
truyền thông SIMATIC NET,
 Mạng được dự định thực hiện đầu tiên trong môi trường
công nghiệp.
 Là hệ thống truyền thông hiệu quả đối với các ứng dụng
giá thấp.
 Profibus dựa vào tiêu chuẩn EN 50 170 và mô hình mạng
ISO.
 Profibus không thực hiện đầy đủ 7 lớp của mạng ISO, chỉ
có lớp 1, 2 và 7.
3/25/2008 7
Cấu trúc Profibus
3/25/2008 8
Cấu trúc mạng Profibus
3/25/2008 9
Phân loại mạng Profibus
3/25/2008 10
Các giao thức Profibus (theo ISO)
3/25/2008 11
Các giao thức Profibus (theo ISO)
 FMS – Fieldbus Messaging System
Truyền đồng cấp (peer to peer).
 DP – Decentralized Periphery
Trao đổi dữ liệu rất nhanh.
 PA – Process Automation

Môi trường an toàn.
3/25/2008 12
Xử lý bus Profibus
Mạng Profibus xử lý bus theo cách kết hợp truyền
Multi-Master và Master-Slave
3/25/2008 13
Điểm chung của FMS và DP
3/25/2008 14
Điểm chung của FMS và DP
 2 mạng này thực hiện theo lớp 1 và lớp 2.
 1 Master có thể phục vụ nhiều Slave.
 Nhiều Master có thể tham gia trên bus.
 Tốc độ truyền từ 9.6Kb đến 12Mb.
 Dữ liệu truyền từ 1 đến 244 byte.
 Có thể kết nối 126 trạm.
 Hệ thống bao gồm nhiều phân đoạn.
 Các thành phần chung: cáp, đầu nối, trạm lặp
3/25/2008 15
Điểm chung của PA và DP
3/25/2008 16
Điểm chung của PA và DP
 DP và PA sử dụng cùng hệ thống Master.
 Giống nhau đầu trang thông điệp và chiều dài
dữ liệu.
 Các công cụ đặt cấu hình là như nhau.
 Dữ liệu truyền từ 1 đến 244 byte.
3/25/2008 17
Điểm chung của PA và DP
3/25/2008 18
Đặc điểm Profibus FMS

 Được tối ưu hóa cho việc truyền của các thiết bị chủ
thông minh ở cấp cell.
 Một trạm tớ có thể được gán đến nhiều trạm chủ.
Nhiều trạm chủ có thể tác động đến cùng một trạm tớ.
 Kết nối truyền thông ở dạng tạm thời hoặc lâu dài.
 Phạm vi ứng dụng:
 Truyền các dữ liệu, chương trình có dung lượng lớn.
 Tích hợp các phần xử lý phân cấp thành qui trình chung.
 Truyền thông giữa các trạm thông minh.
3/25/2008 19
Qui trình xử lý FMS
3/25/2008 20
Đặc điểm Profibus PA
 Dựa trên giao thức Profibus-DP mở rộng và tiêu
chuẩn truyền IEC 1158-2.
 Sử dụng 2 dây dẫn cho dữ liệu và nguồn.
 Kết nối thiết bị và hệ thống điều khiển qua bus nối tiếp
 Điều khiển, điều chỉnh, giám sát qua cáp đôi xoắn.
 Có sẵn các thông tin chẩn đoán và bảo dưỡng thiết bị.
 Điều khiển công suất thấp.
 Khoảng cách truyền lên đến 1900m trên mỗi đoạn.
3/25/2008 21
Cấu hình tiêu biểu Profibus PA
3/25/2008 22
Đặc điểm Profibus DP
 Truyền thông DP là liên tục và tuần hoàn.
 Dữ liệu truyền được xác định trong cấu hình (tối ưu
hóa trao đổi dữ liệu).
 Duy nhất một Master có thể xuất ngõ ra (an toàn).
 Dữ liệu được đọc bằng việc điều khiển và Master

cấp 2.
 Báo hiệu bằng tín hiệu.
 Hệ thống fieldbus nhanh nhất (lên đến 12Mb).
 Dữ liệu lên đến 244 byte vào/244 byte ra mỗi trạm
3/25/2008 23
Thiết bị DP
 Trạm chủ DP cấp 1 (DP Master Class 1):
 Các thiết bị này trao đổi dữ liệu với các trạm tớ theo
một chu trình được quy định.
 Là các bộ điều khiển trung tâm: PLC hoặc PC, hoặc
các Module thuộc bộ điều khiển trung tâm.
 Trạm chủ DP cấp 2 (DP master Class 2):
 Máy lập trình, công cụ đặt cấu hình, vận hành, chẩn
đoán hệ thống bus.
 Ngoài các dịch vụ cấp 1, các thiết bị này còn cung cấp
các hàm đặc biệt phục vụ đặt cấu hình hệ thống, chẩn
đoán trạng thái, truyền nạp chương trình, v.v…
3/25/2008 24
Thiết bị DP
 Trạm tớ (DP Slave):
 Không có vai trò kiểm soát truy cập bus.
 Các thiết bị vào/ra.
 Các thiết bị trường (bộ truyền động, màn hình HMI,
van, cảm biến).
 PLC đóng vai trò là một Slave thông minh.
3/25/2008 25
Thủ tục xử lý DP