Trang chủ » Profibus là gì? Tổng quan về giao thức Profibus
Profibus là gì? Tổng quan về giao thức Profibus
Computer networks and industrial communications

Profibus là gì? Tổng quan về giao thức Profibus

Admin 23 Th4, 2021
Chia sẻ:
14 0

Profibus là gì?

Profibus (Process Field Bus) là một chuẩn truyền thông fieldbus, được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật tự động hóa và được phát triển lần đầu vào năm 1989 bởi BMBF (phòng giáo dục và nghiên cứu Đức) và sau đó được sử dụng bởi Siemens.

Profibus được tuân theo các tiêu chuẩn quốc tế IEC 61158 và IEC 61784 là một hệ thống truyền thông kỹ thuật số mở với nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong các lĩnh vực tự động hóa quy trình và nhà máy. Nó phù hợp cho cả các ứng dụng nhanh, đòi hỏi nhiều thời gian và các tác vụ giao tiếp phức tạp.

Đặc điểm

PROFIBUS cũng là một giao thức Master / Slave. Dựa trên nguyên tắc token bus không đồng bộ ở chế độ thời gian thực, PROFIBUS xác định mối quan hệ truyền thông giữa nhiều master và giữa master-slave, với khả năng truy cập theo chu kì và không theo chu kì, tốc độ truyền tối đa lên tới 500 kbit/s (trong một số ứng dụng có thể lên tới 1,5Mbp hay 12Mbp).

  • Thiết bị chủ (Master) như: PLC, PAC hoặc DCS có khả năng kiểm soát truyền thông trên Bus, một trạm chủ có thể gửi thông tin khi nắm giữ quyền truy nhập Bus. Trạm chủ còn được gọi là trạm chủ động.
  • Thiết bị tớ (Slave) là các thiết bị trường vào ra phân tán, cảm biến và cơ cấu chấp hành. Có thể là: thiết bị: truyền động, động cơ, IO, cảm biến, thiết bị hiện trường, rô bốt, thiết bị truyền động,… Chúng không được quyền truy nhập Bus mà chỉ được phép xác nhận hoặc trả lời thông tin nhận được từ trạm chủ khi có yêu cầu. Trạm tớ còn được gọi là trạm thụ động. Chúng thường xử lý các giao thức đơn giản hơn so với trạm chủ.

Các loại mạng Profibus

Profibus có 3 kiểu giao thức là: PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, PROFIBUS FMS

Profibus FMS

Phiên bản đầu tiên của Profibus là Profibus FMS (Fieldbus Message Specification). PROFIBUS FM cung cấp cho người dùng nhiều lựa chọn chức năng khi so sánh với các biến thể khác. Đây là giải pháp trong tiêu chuẩn truyền thông chung có thể được sử dụng để giải quyết các nhiệm vụ truyền thông phức tạp giữa PLC và DCS. Biến thể này hỗ trợ giao tiếp giữa các hệ thống tự động hóa bên cạnh việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị thông minh, thường được sử dụng ở cấp độ điều khiển. Gần đây, vì chức năng chính của nó là giao tiếp ngang hàng, nó đang được thay thế bằng ứng dụng trong Ethernet.

Profibus DP

Profibus DP (Distributed Peripheral) là giải pháp tốc độ cao cho Profibus được sử dụng trong tự động hóa máy móc và các ứng dụng tín hiệu rời rạc khác. Profibus DP phục vụ cho việc trao đổi thông tin nhỏ nhưng tốc độ truyền rất nhanh, đơn giản hơn rất nhiều.

Profibus DP truyền thông với tốc độ từ 9,6 Kbp -12 Mbp trong phạm vi từ 100-1200m. Nó là PROFIBUS hoạt động trên lớp vật lý RS485 và đã được bổ sung một số đặc điểm để phù hợp với các ứng dụng quá trình như đọc/ghi dữ liệu quá trình không theo chu kì, truyền trạng thái thiết bị, cấp nguồn trên bus và an toàn nội tại.

PROFIBUS DP được thiết kế để truyền dữ liệu tốc độ cao tại cấp thiết bị. Trong trường hợp này, các bộ điều khiển trung tâm (PLC, PC) giao tiếp với các thiết bị hiện trường phân tán của chúng (I/O, drive, van…) qua một liên kết nối tiếp tốc độ cao. Hầu hết quá trình truyền dữ liệu với các thiết bị phân tán này được thực hiện theo chu kì. Không kém phần quan trọng, mạng DP có thể có cấu hình ProfiSafe và chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng an toàn SIL3.

Profibus DP có ba phiên bản riêng biệt từ DP-V0 đến DP-V1 cho tới DP-V2 tương ứng với nhiều tính năng mới và phức tạp hơn.

Profibus PA

Profibus PA (PA- Process automation) là một fieldbus có chức năng toàn diện thường được sử dụng cho thiết bị cấp quá trình. Nó dành riêng cho các ứng dụng hiện trường, nơi yêu cầu giao tiếp giữa các dụng cụ đo và hệ thống điều khiển. PROFIBUS PA có cấu trúc mạng vật lý tuân theo IEC-61158-2 và truyền thông với tốc độ 31,25 Kbp với phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn. Chuẩn này được thiết kế cho những ứng dụng Intrinsically Safe.

Trên thực tế, Profibus PA tương tự như Profibus DP nhưng điểm khác biệt là lớp vật lý: Manchester Bus Powered (MBP). Nhờ đó, giao thức này thường được sử dụng trong các khu vực nguy hiểm, dễ cháy nổ.

Ưu điểm của Profibus

  • Được sử dụng rộng rãi, hoạt động ổn định, đơn giản, đáng tín cậy dễ mở rộng hệ thống.
  • Hỗ trợ mạng tại các cấp độ thiết bị, điều khiển quá trình.
  • Sẵn có giao diện cho các ứng dụng variable speed drive và trung tâm điều khiển động cơ (Profibus DP).
  • Sử dụng trong môi trường an toàn (Intrinsically Safe) (đối với các thiết bị Profibus PA).
  • Các gateway cho phép tích hợp Profibus PA trực tiếp với mạng Profibus DP.
  • Giao diện chủ (host) sẵn có cho hầu hết PLC, DCS và các hệ thống máy tính.
  • Thiết bị gateway hỗ trợ trực tiếp các mạng bus sensor chi phí thấp hơn, đặc biệt là AS-Interface.

Nhược điểm của Profibus

  • Profibus DP không hỗ trợ ứng dụng Intrinsically Safe.
  • Những yêu cầu rằng buộc về hệ thống dây cáp, điện, tiếp đất, bọc và đầu cuối phải được tính đến trong quá trình thiết kế và lắp đặt.

Ứng dụng

Profibus là một trường mở, tiêu chuẩn mạng độc lập với nhà cung cấp, có sẵn giao diện cho các ứng dụng nên hiện nay được áp dụng trên nhiều hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp như: xi măng, điện, hóa chất, chế biến,… tại Việt Nam cũng như toàn thế giới.

Với những thông tin được cung cấp ở trên về FROFIBUS, MC&TT hy vọng những thông tin trong bài sẽ giúp ích cho bạn trong việc tìm hiểu về Profibus cũng như biết thêm nhiều ứng dụng của nó. Xin cảm ơn!

Nguồn tham khảo: www.profibus.com

Từ khóa:
Chia sẻ:
14 0

Bình luận

Leave a Reply

avatar
  Subscribe  
Notify of