Средства сети PROFIBUS-DP

PROFIBUS-DP – это протокол распределенной периферии (Decentralized Peripheral), ориентированный на обеспечение скоростного обмена данными между ведущими DP-устройствами и ведомыми DP-устройствами. Протокол характеризуется высокой стойкостью к влиянию внешних электромагнитных полей. Он разработан для высокоскоростных и недорогих систем.

Скорость передачи данных может находиться в пределах от 9,6 Кбит/с до 12 Mбит/с.

По электрическим параметрам интерфейс PROFIBUS близок к RS-485, но отличается наличием сетевых карт, в которых используется двухпортовая рефлексивная память, которая позволяет устройствам обмениваться данными без загрузки процессора контроллера.

К ведущему DP-устройству сегмента сети может быть подключено до 32 станций, во всей сети допускается включение до 127 станций.

Наибольшее распространение получили системы PROFIBUS-DP с одним ведущим DP-устройством (mono master system).

Практический пример такой системы показан на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Пример системы с одним ведущим DP-устройством

Вариант сети PROFIBUS-DP с несколькими ведущими DP-устройствами (multi master system) хуже потому, что он создает проблему доступа – в то время, как одно ведущее DP-устройство инициирует ведомые DP-устройства, другое ведущее DP-устройство не имеет к ним доступа.

Ведущее DP-устройство (DP-мaster) является активным узлом сети PROFIBUS. Это устройство обменивается данными с ведомыми DP-устройствами циклически.

Ведущим DP-устройством может быть:

· CPU, например, CPU 315-2DP или CPU 417 со встроенным интерфейсом ведущего DP-устройства или с установленным интерфейсным модулем.

· Интерфейсный модуль, например, IM 467 в сочетании с CPU.

· Коммуникационный процессор, например, CP 342-5 или CP 443-5 в сочетании с CPU.

Существуют ведущие DP-устройства 1 класса, предназначенные для обмена данными при обработке процесса, и ведущие DP-устройства 2 класса, предназначенные для обслуживания и диагностики, например, программаторы.

Ведомые DP-устройства (DP-Slaves) являются пассивными узлами сети PROFIBUS. В SIMATIC S7 различают следующие ведомые DP-устройства:

• Компактные ведомые устройства, которые ведут себя как отдельные модули относительно ведущего DP-устройства.

• Модульные ведомые устройства, которые состоят из нескольких модулей или подмодулей.

• Интеллектуальные ведомые устройства, которые содержат программу управления для собственных подчиненных модулей.

К компактным ведомым DP-устройствам относятся следующие устройства:

· ET200B и ET200C в версии для дискретных входных/выходных модулей или аналоговых входных/выходных модулей, которые обеспечивают максимальную скорость передачи данных до 12 Мбит/с.

· ET200L-SC в дискретно-модульной конструкции с возможностью свободного комбинирования количества дискретных и аналоговых модулей ввода-вывода, который обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 1,5 Мбит/с.

· Шинные шлюзы, такие как соединитель DP/ AS-I (DP/ AS-I Link).

Примером модульных ведомых DP-устройств может служить устройство ET200M. Его конструкция аналогична конструкции станции S7-300. Устройство ET200M имеет профильную шину DIN, модуль блока питания, интерфейсный модуль IM 153 (на месте CPU) и до 8 сигнальных модулей (SM) или функциональных модулей (FM).

Другим примером модульного ведомого DP-устройства является станция ET200S. В целом одна станция ET200S позволяет устанавливать до 63 модулей разного назначения, в том числе силовых модулей и преобразователей, а также обслуживать до 128 дискретных или до 64 аналоговых каналов ввода-вывода.

Интеллектуальные ведомые PROFIBUS DP-устройства

Примером интеллектуальных (программируемых) ведомых DP-устройств может послужить станция S7-300, в которой задействован CPU с DP-интерфейсом и режимом ведомого, а также станция S7-300 с коммуникационным процессором CP 342-5 в режиме ведомого (slave) устройства. В качестве интеллектуального ведомого DP-устройства может работать также станция ET200X с базовым модулем BM 147/CPU.

Подключение к PROFIBUS-PA

PROFIBUS-PA (Process Automation) – это шинная система для автоматизации процесса во взрывоопасных зонах, или в так называемых Ex-зонах.

Существуют два способа соединения PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA:

• DP/PA ответвитель (DP/PA coupler), который обеспечивает одну скорость передачи данных – 45,45 Кбит/с.

• DP/PA соединитель (DP/PA link), который обеспечивает согласование разных скоростей обмена в PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA.

DP/PA ответвитель позволяет подключать PA-приборы полевого уровня к сети PROFIBUS-DP. В сети PROFIBUS-DP ответвитель DP/PA имеет статус ведомого DP-устройства. К одному DP/PA ответвителю можно подключить не более 31 PA-приборов полевого уровня. Такая совокупность полевых приборов создает сегмент PROFIBUS-PA со скоростью обмена данными 31,25 Кбит/с. Взятые вместе сегменты PROFIBUS-PA образовывают шинную систему общего использования.

DP/PA ответвитель может иметь два варианта исполнения:

• Обычный с выходным током до 400 мА;

• Ex-версии с выходным током до 100 мА.

DP/PA соединитель позволяет подключать PA-приборы полевого уровня к сети PROFIBUS-DP и обеспечивать скорость обмена данными от 9,6 Кбит/с до 12 Мбит/с. DP/PA соединитель имеет в своем составе интерфейсный модуль IM 157 и допускает установку до 5 единиц DP/РА разделителей.