profibus (process field bus)
DESCRIPTION
In the name of GOD. ProfiBus (Process Field Bus). Presenter Ahmad Kia. نگاهی اجمالی به برخی مفاهیم و تعاریف کلی تاریخچه پیدایش ProfiBus مفاهیم کاربردی در ProfiBus اجزاء شبکه ProfiBus استانداردها و پروفایلهای مورد استفاده در ProfiBus مثال عملی از اجرای صنعتی پروفی باس(شرکت زیمنس) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
File name: Slide 1 of 18
EUROTHERM
ProfiBusProfiBus(Process Field Bus)(Process Field Bus)
PresenterPresenterAhmad KiaAhmad Kia
In the name of GODIn the name of GOD
File name: Slide 2 of 18
EUROTHERM
طرح کلی سمینارطرح کلی سمینار
نگاهی اجمالی به برخی مفاهیم و تعاریف کلی
ProfiBusتاریخچه پیدایش
ProfiBus مفاهیم کاربردی در
ProfiBus اجزاء شبکه
ProfiBus استانداردها و پروفایلهای مورد استفاده در
مثال عملی از اجرای صنعتی پروفی باس)شرکت زیمنس(
جمع بندی و مقایسه
File name: Slide 3 of 18
EUROTHERM
مفاهیم مورد نیازمفاهیم مورد نیاز
Profibus مخفف کلمه Process Field Busمی باشد
1)Field:یا میدان منظور محیط کارخانه یا همان سالن تولید می باشد
2)Process :)پروسه(منظور فرآیندی است که هدف کنترل آن می باشد
(باس:3باس در صنعت به مجموعه ای از وسایل گفته می شود که که
)میدان(به یکدیگر مرتبط Fieldاز طریق آن عناصر و اجزای می پردازندDataمیشوند و به تبادل
File name: Slide 4 of 18
EUROTHERM
مفاهیم مورد نیازمفاهیم مورد نیاز
4 ):Field Bus Fieldباسی است با استانداردهای مخصوص که در سرتاسر
)کارخانه( کشیده شده و اجزا با انشعاب به آن متصلند.
5 )Protocol: می باشدNetwork در Field بین اجزائ Dataضوابط تبادل
6):Cell Level ارتباط بین تابلوهای فرمان و کنترل یا اتاقهای کنترلی در
کارخانه می باشد
File name: Slide 5 of 18
EUROTHERM
مفاهیم مورد نیازمفاهیم مورد نیاز
7)Configuration:)پیکربندی(به نحوه اتصال کاربرهای )اجزائ( مختلف شبکه صنعتی می
پردازد که انواع مختلفی با مزایا و معایب مخصوص به خود دارد:
ستاره ای ، باس، حلقه ای، درختی
8)Media:)رسانه شبکه(جهت نقل و انتقال داده در شبکه از محلی به محل دیگر مورد استفاده قرار می گیرد نظیر کابل مسی، فیبر نوری،امواج
رادیویی و...
File name: Slide 6 of 18
EUROTHERM
ProfiBusProfiBus پروفی باس پروفی باس
ProfiBus
و باز(independent-vendor)رایج ترین فیلد باس مستقل از سازنده
(** openness است كه براي انتقال ديتا بصورت سريال براي )
دامنه وسيعي از كابردهاي توليدي ، كنترل فرآيند ها و
که دارای پروتکل و . اتوماسيون صنعتي بكار مي رود
استانداردهای مخصوص به خود است و اجزا و تجهیزات مختلف
,Field, Cell ,Sensorکنترل و اتوماسیون در تمامی سطوح
Actuator, PLC,PC از طریق آن قادر به ارتباط با یکدیگر می
باشند
File name: Slide 7 of 18
EUROTHERM
ProfiBusProfiBus پروفی باس پروفی باس
File name: Slide 8 of 18
EUROTHERM
Openness BusOpenness Bus مفهوم باز بودن پروفی باسمفهوم باز بودن پروفی باس
Openness:
( کاربر با اطمینان EN 50170)استاندارد اروپایی ProfiBusبا توجه به استاندارد
خاطر
Independent-Vendor) می تواندقطعات تحت استاندارد سازندگان مختلف)
( را به آن متصل سازد نظیر شبکه اینترنت که همه EN50254تحت استاندارد
PC ها صرف نظر از شرکتهای سازنده قطعات استاندارد،قابلیت اتصال به
آنرا تحت استانداردی خاص دارا می باشند.
File name: Slide 9 of 18
EUROTHERM
HistoryHistoryتاریخچهتاریخچه
در آلمان اتفاق افتاد که به عنوان 1990ظهور آن در صنعت در بهار -یک پروژه مشترک در زمینه ارتباطات و شبکه های صنعتی بین چند
توليد كنندگان به همراه دولت آلمان شرکت گسترش یافت و نظیر زیمنس،مولر الکتریک و سيستم هاي اتوماسيونمعروف
ASIC، براي اولين بار پروفي باس را بر روي تراشه هاي بوش اجرا كرد
در آلمان و دو سال بعد تحت DIN 19245در ابتدا تحت استاندارد - در اروپا بکار گرفته شد.EN 50170استاندارد
File name: Slide 10 of 18
EUROTHERM
بیان اصلی پروفی باسبیان اصلی پروفی باس
Profibus & Basic Expression Profibus & Basic Expression
File name: Slide 11 of 18
EUROTHERM
Basic ExpressionBasic Expression بیان اصلی پروفی باس بیان اصلی پروفی باس
مشخصات عملكردي و تكنيكي سيستم هدنپروفي باس تعيين كن
هاي ديجيتالي كنندهدر آن كنترلاست که فيلدباس سريال
توانند با هم از سطح (، ميDecentralizedتمركز زدايي شده)
( شبكه شوند.Cell Level( به سطح سلول )Field Levelفيلد )
File name: Slide 12 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باساجزاء شبکه پروفی باس
Profibus Network Devices Profibus Network Devices
File name: Slide 13 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
1-Media:یا رسانه
کابل الکتریکی Configuration شبکه پروفی باس الکتریکی از نوع باس یا
درختی
فیبر نوری ها به شبکه از طریق ماژول اتصال نوریStation-اتصال
OLM (Optical Line Module)
شبکه بصورت باس،ستاره و حلقه Configuration- امکان را فراهم می کند
**امکان شبکه های ترکیبی نوری-الکتریکی با اتصال بین OLMرسانه های الکتریکی و نوری از طریق
File name: Slide 14 of 18
EUROTHERM
File name: Slide 15 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
برای اتصال به باس:RS-485-پایانه 2
جهت اتصال یک عنصر به پروفی باس و برقراری ارتباط
: RS-485(Repeater-تکرار کننده)3
Station 32جهت اتصال دو قسمت پروفی باس با حداکثر
:OLM-ماژول اتصال نوری 4
- امکان ایجاد شبکه پروفی باس بصورت باس،حلقه یا ستاره
File name: Slide 16 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
: OLP-پالگ اتصال نوری5امکان ایجاد شبکه پروفی باس حلقوی ارزان با
استفاده از کابل فیبر نوری
: نرم افزار عیب یابی-6نرم افزارهایی برای جستجو و عیب یابی در شبکه های
از زیمنس SCOPE( نظیر EN50170پروفی باس)
File name: Slide 17 of 18
EUROTHERM
Line
Star / Tree
Redundant Ring
OLM V3 - TopologiesOLM V3 - Topologies
FO
RS 485
OLM V3
File name: Slide 18 of 18
EUROTHERM
Laptop running analyser and oscilloscope
software
Oscilloscope
Analyser
PLC
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
File name: Slide 19 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
: -دستگاه تشخیص عیب سخت افزاری7
RS-485- آزمایش خطوط پروفی باس و اینترفیس
Slave- آزمایش قابلیت دسترسی
- تعیین طول کابل شبکه
- قطع شدگی کابل یا اتصال کوتاه آن
های موجود و آدرس هریک Slave- تعیین تعداد
File name: Slide 20 of 18
EUROTHERM
اجزاء شبکه پروفی باس اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network DevicesProfibus Network Devices
--ماژول ارتباط مادون قرمز:8
ILM- ایجاد شبکه پروفی باس بی سیم)مادون قرمز( با نام
یا چندین قسمت بدون استفاده از Slave- امکان اتصال چندین
سیم
bit/s 1.5و حداکثر سرعت آن 15m- حداکثر برد مفید شبکه
های سیار Station-مهمترین استفاده آن: ایجاد ارتباط با
- دارای محفظه محکم و ایمن در برابر عوامل محیطی و صنعتی
- امکان نمایش موانع در مسیر ارسال ودریافت داده توسط
LED روی ILM
File name: Slide 21 of 18
EUROTHERM
Master & slaveMaster & slave
Masters & SlavesMasters & Slaves در در ProfiBusProfiBus::
MasterMaster یا یا Active StationActive Station::
عنصری است که )بدون نیاز به درخواست(نقل و انتقال داده در باس را کنترل
(token passingمی کند )ضابطه دسترسی انتقال عالمت
-PLC ها وPC ها از متداولترینMaster-.ها می باشند
SlaveSlave یا یا Passive StationPassive Station ::
قادر به در اختیار گرفتن باس و نقل و انتقال Masterعنصری که بدون اجازه
داده نیست.
ها می باشند.-Slave-سنسورها،عملگرها،درایورها،تابلوها و...ازمتداولترین
File name: Slide 22 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی پروفی باستکنولوژی پروفی باس
Profibus TechnologyProfibus Technology
File name: Slide 23 of 18
EUROTHERM
ProfiBus TechnologyProfiBus Technologyتکنولوژی پروفی باستکنولوژی پروفی باس
- پروفایل ارتباطی:مربوط به پروتکلها و استانداردهای - پروفایل ارتباطی:مربوط به پروتکلها و استانداردهای 11ارتباطی استارتباطی است
- پروفایل فیزیکی:مر بوط به پروتکلها و ضوابط انتقال داده - پروفایل فیزیکی:مر بوط به پروتکلها و ضوابط انتقال داده 22استاست
- پروفایل کاربردی:مر بوط به انتخاب پروتکل و تکنولوژی - پروفایل کاربردی:مر بوط به انتخاب پروتکل و تکنولوژی 33انتقال برای تجهیزات مخصوص استانتقال برای تجهیزات مخصوص است
RS-485
IEC 1158-2
Fiber Optic
File name: Slide 24 of 18
EUROTHERM
ProfiBus TechnologyProfiBus Technologyتکنولوژی پروفی باستکنولوژی پروفی باس
Communication ProfilesCommunication Profiles
Physical ProfilesPhysical Profiles
Application ProfilesApplication Profiles
File name: Slide 25 of 18
EUROTHERM
توپولوژی شبکه پروفی باستوپولوژی شبکه پروفی باسProfiBus Network TopologyProfiBus Network Topology
-Factory Level
-Cell Level
-Field Level
EUROTHERM
PV 2 PV 1
ALM 2 ALM 1
RATIO
REM AUTO MAN TRACK
HOLD
PV-XSP-W
OP-Y
C O
R A M
SPPAR
File name: Slide 26 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطیپروفایلهای ارتباطی
Communication ProfilesCommunication Profiles
File name: Slide 27 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
Profibus DP (Data Processing)
Profibus FMS (Field Bus Message Specification)
Profibus PA (Process Automation)
File name: Slide 28 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:DP-پروفی باس 1
اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس :
مشخص كننده روش انتقال اطالعات بين ايستگاههاي باس -
( كم هزينهHOOKUPبراي سرعت باال و اتصاالت)-
-مخصوص ارتباط بين سيستم كنترل اتوماسيون و ورودي -(Device Level )تجهیزاتدر سطح خروجيهاي توزيع شده،
24Vیا 20mA-0 براي جايگزين كردن انتقال موازي سيگنال با -
File name: Slide 29 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:DPویژگیهای پروفی باس
ولت( و فیبر نوری5و0)سطح ولتاژRS-485- استفاده از
-Baud Rate 9.6)سرعت تبادل داده( بین kbit/s 12 تاMbit/s بسته به(مقدار اطالعات انتقالی(
ها DP-Station( به هریک از 126 تا0- تخصیص فقط یک آدرس)از نیاز به برنامه اضافی بدون
را دارد Slave 126قابلیت مدیریت Master- هر
File name: Slide 30 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
: )ادامه(DPویژگیهای پروفی باس
در انتقال داده از Station 32نیاز شبکه به تکرار کننده برای هر - RS-485طریق
در فواصل دورStation 32نیاز شبکه به تکرار کننده برای هر -(kbit/s 9.6متر در1200یا 12Mbit/sمتر در 100)
10kmحداکثر طول شبکه -
File name: Slide 31 of 18
EUROTHERM
PLC
Operator Panel
Valve Node Modular I/O
DP - ExampleDP - Example
File name: Slide 32 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:FMS-پروفی باس 1
اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس :
(Cell Level براي امور انتقال اطالعات در سطح سلولي )-
در امور ارتباطي بسيار پيچيده و پر هزينه استفاده -
بازه وسيعي از كاربردها در انعطاف پذيري بسيار خوب -
File name: Slide 33 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:FMSویژگیهای پروفی باس
طراحی برای ارتباط با اجزا و تجهیزات پیچیده تر محوطه-
(or 15 Stations 10امکان بکارگیری در شبکه سلهای کوچکتر)-
-Baud Rate 1.5)سرعت تبادل داده( حدودMbit/s
File name: Slide 34 of 18
EUROTHERM
SCADA PC with CITECT and
PROFIBOARD
SIEMENS S300 PLC Moeller PLC
FMS - ExampleFMS - Example
File name: Slide 35 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:PA-پروفی باس 1
اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس :
ProfiBus-DPمشابه -
File name: Slide 36 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
:PAویژگیهای پروفی باس
( مثل intrinsically-safe های ذاتا امن)Field استفاده وسیع در - صنایع پتروشیمی
IEC1158-2استاندارد -
رنگ آبی پوشش کابل در این استاندارد-متمایز با سایر --Profibusاستانداردهای
File name: Slide 37 of 18
EUROTHERM
DP/PA Coupler
Level Transmitter Flow Transmitter
DP
PA - ExamplePA - Example
File name: Slide 38 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای فیزیکیپروفایلهای فیزیکی
Physical ProfilesPhysical Profiles
File name: Slide 39 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
پروفایل فیزیکی :
انتخاب تکنولوژی انتقال داده بر اساس فواصل مربوطه و سرعت انتقال داده
سه روش انتقال داده در پروفی باس: -RS-485 جهت کاربرد های عمومی در :Manufacturing Automation
IEC 1158- جهت استفاده در :Process Automation
جهت استفاده در شبکه با فواصل دور و سرعت خیلی باال فیبر نوری : -
File name: Slide 40 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای کاربردیپروفایلهای کاربردی
Application ProfilesApplication Profiles
File name: Slide 41 of 18
EUROTHERM
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باسپروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBusCommunication Profiles & Formats of ProfiBus
پروفایل کاربردی :
در هنگام تبادل اطالعات از طریق fieldمربوط به رفتار تجهیزات و ایستگاههای پروفی باس است
می باشد PAمهمترین پروفایل کاربردی پروفی باس
این پروفایل معرف پارامترها و بلوک دیاگرام تجهیزات نظیر ترانسدیوسرهای اندازه گیری، شیرها،انکدرها،درایورها و .... است
File name: Slide 42 of 18
EUROTHERM
Protocol Protocol ) )معماری پروتکل در پروفی باسمعماری پروتکل در پروفی باسArchitectureArchitecture ) )
OSI(Open Systemمعماری
Communication)
هر الیه انتقال اطالعات ISO 7498بر اساس استاندارد
مربوط به خود را مدیریت می کند
File name: Slide 43 of 18
EUROTHERM
)الیه فیزیکی( و مدیریت مشخصه های انتقال 1- الیهفیزیکی
)الیه ارتباط داده( و مدیریت پروتکلهای دسترسی 2- الیهبه باس
)الیه کاربردی( و مدیریت توابع کاربردی7- الیه
Protocol Protocol))معماری پروتکل در پروفی باسمعماری پروتکل در پروفی باسArchitectureArchitecture ) )
File name: Slide 44 of 18
EUROTHERM
Protocol ArchitectureProtocol Architecture
File name: Slide 45 of 18
EUROTHERM
:DPپروفی باس
کاربردی ندارد7 تا 3الیه های
:FMSپروفی باس
کاربردی ندارد6 تا 3الیه های
استFMS,LLI (Lower Layer Interface)شامل 7 الیه
FMS* تعداد زیادی از سرویسهای ارتباطی:Master/Master یا Master/Slave
LLI* معرف سرویسهای پروتکل انتقال داده ارائه شده:FMS در 2الیه
Protocol Protocol))معماری پروتکل در پروفی باسمعماری پروتکل در پروفی باسArchitectureArchitecture ) )
File name: Slide 46 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی انتقال دادهتکنولوژی انتقال داده
Transmission TechnologyTransmission Technology
File name: Slide 47 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی انتقال داده در پروفی باستکنولوژی انتقال داده در پروفی باسProfibus Transmission TechnologyProfibus Transmission Technology
RS-485:معمولترین تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس
انتقال داده از طریق یک جفت سیم شیلددار
ایستگاه با تکرار 126ایستگاه بدون نیاز به تکرار کننده)32کننده(
کیلو بیت بر 12000 تا 9.6سرعت انتقال داده:متغیر از ثانیه
متر1200متر تا 100ز 1طول شبکه:
File name: Slide 48 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس Profibus Transmission TechnologyProfibus Transmission Technology
File name: Slide 49 of 18
EUROTHERM
RS-485RS-485
Linear bus
Number of stations
32 stations without
repeaters up to 127
Shielded, twisted pair cable.
Plug connectors:
9-pin D sub plug connector
File name: Slide 50 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس Profibus Transmission TechnologyProfibus Transmission Technology
IEC 1158-2:
Process Automation در 31.5kbit/s- سرعت انتقال داده:
- کاربرد وسیع در صنایع پترو شیمی
در FISCO Model (Fieldbus Intrinsically Concept)- جایگزینی
در پروفی باس در محیطهای فوق IEC 1158-2محدودیتهای
العاده خطرناک
ایستگاه با تکرار کننده(126ایستگاه بدون نیاز به تکرار کننده)32-
File name: Slide 51 of 18
EUROTHERM
File name: Slide 52 of 18
EUROTHERM
تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس Profibus Transmission TechnologyProfibus Transmission Technology
:Fiber Opticفیبر نوری کاربرد در محیطهایی با تداخل الکترومغناطیسی باال
کاربرد در شبکه ها با طول زیاد برای سرعت باال
Type of fiber Properties
Multimode glass fiber: Medium distance range 2 – 3 km range
Monomode glass fiber: Long distance range, > 15 km range
Synthetic fiber :Short distance range, > 80 km range
PCS/HCS fiber: Short distance range, > 500 m range
File name: Slide 53 of 18
EUROTHERM
مشخصه های اصلی پروفی مشخصه های اصلی پروفی DPDPباس باس
Profibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
File name: Slide 54 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
Field LevelField Level- طراحی شده برای تبادل اطالعات در - طراحی شده برای تبادل اطالعات در
و و PLC/PCPLC/PC- ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون-نظیر- ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون-نظیر
، ، I/OI/O-نظیر-نظیرFieldFieldسیستمهای کنترل-با تجهیزات توزیع شدهسیستمهای کنترل-با تجهیزات توزیع شده
شیرها، ترانسدیوسرهای اندازه گیری...-از نوع سریال با شیرها، ترانسدیوسرهای اندازه گیری...-از نوع سریال با
سرعت باال و به طریق یا چرخه ای و گردشی می باشدسرعت باال و به طریق یا چرخه ای و گردشی می باشد
- ارائه سرویس ارتباط گسترش یافته با تجهیزات هوشمند - ارائه سرویس ارتباط گسترش یافته با تجهیزات هوشمند
FieldField به شکل به شکلacyclicacyclic ، یا غیر گردشی برای مونیتورینگ ، یا غیر گردشی برای مونیتورینگ
مدیریت آالرمها...مدیریت آالرمها...
EN50170EN50170 بر اساس استاندارد بر اساس استانداردDPDP- کارکرد اصلی- کارکرد اصلی
File name: Slide 55 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
-سرعت تبادل-سرعت تبادل11
از از 512bits512bits برای تبادل برای تبادل12Mbit/s12Mbit/s در درmsecmsec 11- نیاز به تنها - نیاز به تنها
3232اطالعات ورودی و خروجی توزیع شده بین اطالعات ورودی و خروجی توزیع شده بین
StationsStations
بسته به بسته به DPDPشکل بعد زمان معمول انتقال اطالعات شکل بعد زمان معمول انتقال اطالعات
تعدادایستگاهها و سرعت انتقال را نشان می دهد تعدادایستگاهها و سرعت انتقال را نشان می دهد
File name: Slide 56 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
File name: Slide 57 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
- پیکر بندی سیستم و نوع تجهیزات- پیکر بندی سیستم و نوع تجهیزات22
System Configuration & Types of DevicesSystem Configuration & Types of Devices
نوع تجهیزات نوع تجهیزات پیکر بندی سیستم : پیکر بندی سیستم :
- -Mono-MasterMono-Master- - DP-Master Class1(DPM1)DP-Master Class1(DPM1)
- -Multi-MastersMulti-Masters - - DP-Master Class2(DPM2)DP-Master Class2(DPM2)
- -SlaveSlave
File name: Slide 58 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
Cyclic Communication ConceptCyclic Communication Concept
مفهوم ارتباط گردشی:مفهوم ارتباط گردشی:
ها ها SlaveSlave(اطالعات ورودی را از (اطالعات ورودی را از MasterMaster- کنترلر مرکزی)- کنترلر مرکزی)
بطور چرخشی خوانده و اطالعات خروجی را نیز بطور چرخشی خوانده و اطالعات خروجی را نیز
بطور چرخشی روی آنها می نویسدبطور چرخشی روی آنها می نویسد
Program CyclicProgram Cyclic باید کمتر از زمان باید کمتر از زمان Bus CyclicBus Cyclic- زمان - زمان
((10ms10msباشد)تقریبا باشد)تقریبا
- قابلیت مونیتورینگ تبادل داده روی هر دو طرف - قابلیت مونیتورینگ تبادل داده روی هر دو طرف
Master,SlaveMaster,Slave
File name: Slide 59 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
سرویسهای تبادل داده:سرویسهای تبادل داده:
acyclicacyclic غیر قابل چرخشیغیر قابل چرخشی
Send Data with/without AcknowledgeSend Data with/without Acknowledge ارسال دیتا با/بدون پیام تاییدارسال دیتا با/بدون پیام تایید
Send and Request Data with ReplySend and Request Data with Reply ارسال دیتا ونیاز به پاسخ پیام ارسال دیتا ونیاز به پاسخ پیام
تاییدتایید
Cyclic (polling)Cyclic (polling) چرخشی)نمونه ای(چرخشی)نمونه ای(
File name: Slide 60 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
File name: Slide 61 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
Cyclic Data Transmission in DP
File name: Slide 62 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
نوع تجهیزاتنوع تجهیزات
- -DP-Master Class1(DPM1)DP-Master Class1(DPM1)::
هاهاSlaveSlaveکنترلرهای مرکزی با قابلیت نوشتن و خواندن اطالعات کنترلرهای مرکزی با قابلیت نوشتن و خواندن اطالعات
- - DP-Master Class2(DPM2)DP-Master Class2(DPM2)
شامل تجهیزات مهندسی و وسایل کاربردی برای پیکربندی تجهیزات شامل تجهیزات مهندسی و وسایل کاربردی برای پیکربندی تجهیزات
متصل، ارزشیابی مقادیر و پارامترها و تشخیص وضعیت تجهیزاتمتصل، ارزشیابی مقادیر و پارامترها و تشخیص وضعیت تجهیزات
- - DP-SlaveDP-Slave
، شیرها،ترانسدیوسرها ، شیرها،ترانسدیوسرها I/OI/O،،HMIHMI- نظیر تجهیزات - نظیر تجهیزات
PLC
PC
File name: Slide 63 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
از خصوصیات پیکر بندی سیستم تعریف کننده موارد از خصوصیات پیکر بندی سیستم تعریف کننده موارد زیر است:زیر است:
BusBus های قابل اتصال به های قابل اتصال به StationStation- تعداد - تعداد
ها هاI/OI/O ها و آدرس ها و آدرس StationStation- تمایز بین آدرس - تمایز بین آدرس
- فرمت پیام - فرمت پیام
- فرمت پارامترهای مورد استفاده - فرمت پارامترهای مورد استفاده
File name: Slide 64 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
Mono-MasterMono-Master
روی باس در حین انجام روی باس در حین انجام MasterMaster - فعال بودن تنها یک - فعال بودن تنها یک
عملیاتعملیات
Cyclic TimeCyclic Time- دارای کوتاهترین - دارای کوتاهترین
Mono-MasterMono-Master
به یک باس به یک باسMasterMaster - اتصال چند - اتصال چند
و وابسته و وابسته Mono-MasterMono-Master- دارای زیر سیستمهای مشابه - دارای زیر سیستمهای مشابه
به همبه هم
File name: Slide 65 of 18
EUROTHERM
Bus AccessBus Access
l Mono MasterMaster / Slave
l Multi Master(IEEE 802.4)PEER to PEER
File name: Slide 66 of 18
EUROTHERM
Master (Class 1)Master (Class 1)
SlavesSlaves
PROFIBUS
PLC
Master (Class 2)Master (Class 2)
Central Controller exchanges data with the distributed peripherial devices
Engineering tool is used for setup/configuration of the slaves
Analog or digital peripherial devices such as I/O, drives, transmitters, valves or operator terminals
DP Mono-Master SystemDP Mono-Master System
File name: Slide 67 of 18
EUROTHERM
DP-Master(class2)
DP-Master(class1)
DP-Master(class1)
DP - Slaves
PLC
PROFIBUS
PC
CNC
Several DP-Masters may access a DP Slave with read functions but only one Master may write to a slave
DP Multi-Master systems consist of:- multiple Masters (class 1 or 2)- 1 to max. 124 DP-Slaves- max. 126 devices on the same
bus
Distributed inputs and outputsDistributed inputs and outputs
DP Multi-Master SystemDP Multi-Master System
File name: Slide 68 of 18
EUROTHERM
عملکرد سیستمعملکرد سیستم
System operationSystem operation
File name: Slide 69 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
System BehaviorSystem Behavior رفتار عملکردی سیستم: رفتار عملکردی سیستم:
- - StopStop : :
ها اتفاق نمی افتدها اتفاق نمی افتدSlaveSlave و و DPM1DPM1هیچ تبادل داده بین هیچ تبادل داده بین
- -ClearClear::
DPM1DPM1 اطالعات ورودی را از اطالعات ورودی را از SlaveSlave ها می خواند وخروجیها را در حالت ها می خواند وخروجیها را در حالت
نگاه می داردنگاه می دارد
--OperationOperation::
DPM1DPM1)در فاز انتقال اطالعات است)خواندن و نوشتن( در فاز انتقال اطالعات است)خواندن و نوشتن
--Auto-ClearAuto-Clear::
ها( ها( SlaveSlaveعکس العمل سیستم در قبال خطای انتقال)مثل خرابی یکی از عکس العمل سیستم در قبال خطای انتقال)مثل خرابی یکی از
نگاه می نگاه می Fail-SafeFail-Safeتمام خروجیها را تا رفع اشکال در حالت تمام خروجیها را تا رفع اشکال در حالت DPM1DPM1کهکه
دارددارد
File name: Slide 70 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
در پروفی باس: در پروفی باس:DataData آدرس دهی آدرس دهی
ها را بصورت بلوکهای فیزیکی ها را بصورت بلوکهای فیزیکی SlaveSlave - پروفی باس - پروفی باس
منطقی فرض می کندمنطقی فرض می کند
- نوع ماژولها از لحاظ ورودی-خروجی بررسی می - نوع ماژولها از لحاظ ورودی-خروجی بررسی می
گردد گردد
بایت داشته بایت داشته 256256 می تواند سایزی می تواند سایزی Data BlockData Block- هر- هر
باشدباشد
File name: Slide 71 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
File name: Slide 72 of 18
EUROTHERM
DPDPمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-DP & Basic CharacteristicProfibus-DP & Basic Characteristic
File name: Slide 73 of 18
EUROTHERM
مشخصه های اصلی پروفی مشخصه های اصلی پروفی FMSFMSباس باس
Profibus-FMS & Basic CharacteristicProfibus-FMS & Basic Characteristic
File name: Slide 74 of 18
EUROTHERM
FMSFMSمشخصات اصلی پروفی باسمشخصات اصلی پروفی باسProfibus-FMS & Basic Profibus-FMS & Basic
CharacteristicCharacteristic
Cell LevelCell Level- طراحی شده برای تبادل اطالعات در - طراحی شده برای تبادل اطالعات در
با یکدیگر با یکدیگرPLC/PCPLC/PC- ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون - ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون
- -FMS Application Layer(7)FMS Application Layer(7)
بر اساس بر اساس MMSMMSزیر مجموعای از سیستمزیر مجموعای از سیستمFMSFMS- سرویس - سرویس
است که برای کاربرد فیلدباس است که برای کاربرد فیلدباس ISO9506ISO9506استاندارد استاندارد
طراحی بهینه گردیده استطراحی بهینه گردیده است
FMS
LLI
File name: Slide 75 of 18
EUROTHERM
PAPAمشخصه های اصلی پروفی باس مشخصه های اصلی پروفی باس
Profibus-PA & Basic CharacteristicProfibus-PA & Basic Characteristic - طراحی شده جهت استفاده پروفی باس در تجهیزات - طراحی شده جهت استفاده پروفی باس در تجهیزات
کاربردی پروسه اتوماسیونکاربردی پروسه اتوماسیون
Profibus-DPProfibus-DP- مشابه - مشابه
File name: Slide 76 of 18
EUROTHERM
PROFIBUS-DP
Control systemEngineering
Tool
PROFIBUS-PA
IEC 61158-2 (MBP_IS)I
Segment-coupler/Link
transmitter
RS-485 or Fiber Optic
24V power
File name: Slide 77 of 18
EUROTHERM
مهندسی تجهیزاتمهندسی تجهیزات
Device EngineeringDevice Engineering
File name: Slide 78 of 18
EUROTHERM
Device EngineeringDevice Engineering
: :GSDGSD- مفهوم - مفهوم
مشخصات برجسته ارتباطی تجهیزات پروفی باس در فرم دیتا شیت مشخصات برجسته ارتباطی تجهیزات پروفی باس در فرم دیتا شیت -- وسایل الکترونیکیوسایل الکترونیکی
برای تمامی تجهیزات پروفی باس باید توسط سازنده برای تمامی تجهیزات پروفی باس باید توسط سازنده GSDGSDفایلهایفایلهای- -
تهیه و ارائه گرددتهیه و ارائه گردد
File name: Slide 79 of 18
EUROTHERM
Device EngineeringDevice Engineering
GSDGSD در سه دسته قابل طبقه بندی استدر سه دسته قابل طبقه بندی است ::
11--General SpecificationGeneral Specification اطالعات مربوط به سازنده،نام تجهیزات،سخت :اطالعات مربوط به سازنده،نام تجهیزات،سخت:
افزارها و نرم افزارهای کاربردی،سرعت انتقال مجاز و...افزارها و نرم افزارهای کاربردی،سرعت انتقال مجاز و...
22--Master-related SpecificationMaster-related Specification شامل اطالعات در مورد پارامترهایی : شامل اطالعات در مورد پارامترهایی :
......MasterMasterهای قابل اتصال به های قابل اتصال به slaveslaveنظیرتعداد مجاز نظیرتعداد مجاز
33--Slave-related specificationSlave-related specification شامل اطالعات در مورد پارامترهایی : شامل اطالعات در مورد پارامترهایی :
...... I /OI /Oنظیرتعداد و نوع کانالهاینظیرتعداد و نوع کانالهای
File name: Slide 80 of 18
EUROTHERM
Standardized electronic data sheets are used to permit Standardized electronic data sheets are used to permit open, vendor- independent configurationopen, vendor- independent configuration
PROFIBUS Configuration tool
Bus Configuration
PLC
PROFIBUS
A library with GSD files of PROFIBUS devices is available online at www.PROFIBUS.com
GSD-Files contain the communication parameters
EDD-files contain the application parameters
GSD files permit open configuration
File name: Slide 81 of 18
EUROTHERM
ProfibusProfibus
&& Siemens ExampleSiemens Example
File name: Slide 82 of 18
EUROTHERM
SIEMENSS300 PLC
DODI
ProximitySensor
PROFIBUSDP
BinaryCounter
PROFIBUS Example (Siemens Company)PROFIBUS Example (Siemens Company)
File name: Slide 83 of 18
EUROTHERM WAGO, 4DO
WINblock, 8DI
Siemens PLC with two slavesSiemens PLC with two slaves
File name: Slide 84 of 18
EUROTHERM
The PROFIBUS station addressThe PROFIBUS station address
File name: Slide 85 of 18
EUROTHERM
DP Configuration in Step7DP Configuration in Step7
File name: Slide 86 of 18
EUROTHERM
PROFIBUS stations PROFIBUS stations in the Step7 in the Step7 Hardware catalogHardware catalog
File name: Slide 87 of 18
EUROTHERM
PLC-addresses - WAGO nodePLC-addresses - WAGO node
File name: Slide 88 of 18
EUROTHERM
PLC-addresses – WINblock nodePLC-addresses – WINblock node
File name: Slide 89 of 18
EUROTHERM
مقایسهمقایسه
ComparisonComparison
File name: Slide 90 of 18
EUROTHERM
Fieldbus Device LevelFieldbus Device Level
Cell LevelCell Level
Supervisory LevelSupervisory Level•CommercialBenefitsofEthernet:
•Highsecurity
•FlexibleArchitecture
•MultipleApplicationSupport
•EnterprisewideDataAccess
•HighBandwidth
•LowCost
The Benefits…The Benefits…
File name: Slide 91 of 18
EUROTHERM
i Segmentcoupler 1
PLCPLC
I/O modules (1-n)
Terminal block(PLC)I/Omodule
n
1
Terminal block
Transmitterpowersupply
Terminal block
DistributionPanel
Junctionbox
sensor1... n
PROFIBUS PA n
PROFIBUS PA 1
Segmentcoupler n
PROFIBUS DP
4 . . 20 ma System PROFIBUS-PA
sensor1... n
i
x x
Profibus in comparison with 4..20Profibus in comparison with 4..20
File name: Slide 92 of 18
EUROTHERM
Magnetic Valve with twoposition control signals
(binary)
4...20 mA PROFIBUS-PA 4...20 mA PROFIBUS-PA 4...20 mA PROFIBUS-PA
Share[%]
Price[DM]
Share[%]
Price[DM]
Share[%]
Price[DM]
Share[%]
Price[DM]
Share[%]
Price[DM]
Share[%]
Price[DM]
Mounting 21 2380 26 1700 18 2380 20 1700 40 6035 35 2720
Equipment 48 5610 52 3400 56 7650 64 5440 29 4590 30 2380
Planning 26 3060 16 1020 27 3060 12 1020 26 4080 20 2040
Starting up 5 510 5 340 4 510 4 340 5 850 5 510
Total 100 11560 100 6460 100 13600 100 8500 100 15980 100 7650
Savings 45 % DM5100 37 % DM5100 52 % DM8330
The following numbers are based on an installation at
in Cologne, Germany
Pressure transmitterTemperature transmitter
Cost Savings with ProfibusCost Savings with Profibus
File name: Slide 93 of 18
EUROTHERM
51%23%
27%
22%
22%
12%
0%
50%
100%
150%
Hardware
Assembly
Engineering
100%
57%
)4...20mA( PROFIBUS Reference: Namur AK 3.5, Dr. Rathje, Bayer AG
Cost Savings with PROFIBUSCost Savings with PROFIBUS
File name: Slide 94 of 18
EUROTHERM
Costs
Distance
Central
Distributed
20% savings in cabling costs, e.g. 20% savings in cabling costs, e.g.
Cables and cable racksCables and cable racks
Auxiliary terminal boxes and jumpering panels SwitchroomsAuxiliary terminal boxes and jumpering panels Switchrooms
Installation timeInstallation time
File name: Slide 95 of 18
EUROTHERM
بحثهای تکمیلی پروفی بحثهای تکمیلی پروفی باسباس
11--ProfiNetProfiNet
22--ProfisafeProfisafe
File name: Slide 96 of 18
EUROTHERM
Engineering, HMI
Intelligent field device
Ethernet
PROFIBUS
Proxy
Field Device Drive
Programmable controller
Engineering,HMI
PROFIBUS and PROFINET are two complementary parts of PROFIBUS International automation technology
PROFINET CONCEPTPROFINET CONCEPT
File name: Slide 97 of 18
EUROTHERM
TCP/IP- Ethernet
EngineeringHMI
Tech. Module Tech. Module Tech. Module
Tech. Module Tech. Module
InternetInternet
Between Between Management and ProductionManagement and Production
Within ProductionWithin Production
Integration Integration of PROFIBUSof PROFIBUS
PROFINET CONCEPTPROFINET CONCEPT
File name: Slide 98 of 18
EUROTHERM
PROFISAFEPROFISAFEمفهوم مفهوم
Push Push نظیر نظیرFail-SafeFail-Safeمشخص می کند که چگونه تجهیزات مشخص می کند که چگونه تجهیزات
ButtonsButtons شبکه روشنایی...از طریق پروفی باس ،شبکه روشنایی...از طریق پروفی باس،
متصل می شوند متصل می شوندDPM1DPM1بهبه
File name: Slide 99 of 18
EUROTHERM
PROFIBUS DP + PROFINET IO
PROFIsafe and IEC 62061
File name: Slide 100 of 18
EUROTHERM
DCSmIndustrial Network Principles, Dr.S.H.Sabzpoushan,Dr.M.Jahed www.fieldbus.org www.profibus.com www.iec.ch www.interbusclub.com www.nfpa.org www.odva.org www.phoenixcon.com www.pilz.com www.roboticsonline.com www.rockwellautomation.com www.safetybus.com www.tuv.org
Reference Reference
File name: Slide 101 of 18
EUROTHERM
Special thanksSpecial thanks
ForFor
Your AttentionYour Attention