Profibus (EN 50170) Standard pro distribuované průmyslové řízení. Distribuované systémy: ISO 7498 (Open System Interconnect)

Transkript

1 Profibus (EN 50170) Standard pro distribuované průmyslové řízení Distribuované systémy: ISO 7498 (Open System Interconnect) Aplikační vrstva (Application Layer) Presentační vrstva (Presentation Layer) Vrstva sezení (Session Layer) Transportní vrstva (Transport Layer) Síťová vrstva (Network Layer) Linková vrstva (Link Layer) Fyzická vrstva (Physical Layer)

2 V současné době existují tři varianty Profibusu : Profibus DP - asi nejrozšířenější varianta nabízí jednoduché funkce pro komunikaci, konfiguraci a řízení provozu na síti. Fyzická vrstva je realizována buď kroucenou dvojlinkou standardu RS-485 nebo optickým vláknem. Profibus FMS - poměrně složitá varianta pro komunikaci v heterogenním prostředí. Fyzická vrstva je opět realizována buď kroucenou dvojlinkou standardu RS-485 nebo optickým vláknem. Profibus PA - má stejné funkce jako varianta DP. Fyzická vrstva je realizována proudovou smyčkou podle standardu IEC a umožňuje použití v explosivním prostředí. Vrstva protokolu FMS DP PA FMS - Profily DP - Profily PA - Profily Uživatelská DP - Rozšíøení DP - Základní funkce Aplikaèní Fieldbus Message Specification (FMS) Linková Fieldbus Data Link (FDL ) IEC Interface Fyzická RS-485/Optické vlákno IEC Definováno EN Definováno PROFIBUS profily

3 Fyzická vrstva lineární sběrnice zakončená terminátory stíněný, párovaný kroucený kabel, stínění lze vynechat v závislosti na úrovni vnějšího elektromagnetického rušení 32 stanic v každém segmentu bez opakovače, s opakovači rozšiřitelný až na 127 délka sběrnice max. 100 m při 12 Mb/s, 200 m při 1,5 Mb/s a 1,2 km při 93,75 kb/s (vše bez opakovače s pomocí opakovačů lze prodloužit maximální délku sběrnice až na 4,8 km mezi libovolnými dvěma stanicemi mohou být maximálně 3 opakovače přenosové rychlosti 9.6, 19.2, 93.75, 187.5, 500, 1500 kb/s až 12 Mb/s 9-ti pinový D-Sub konektor CANON Zapojení kabelu RS485

4 Linková vrstva řídí přístup na sběrnici definuje formáty rámců zajišťuje zabezpečení přenosů definuje základní časové parametry komunikace. Hybridní řízení decentralizované řízení typu logický kruh mezi stanicemi typu Master řízení Master-Slave pro komunikaci mezi zařízeními Master a Slave Pověřovací zprávy (token) Inicializace sítě (LAS, GAPL) Přidávání a odebírání stanic Přenos zpráv

5 Stavový model komunikace Stav 0 Offline: inicializace operačních proměnných (adresa, přenosová rychlost apod.) Stav 1 Listen_Token: tvorba seznamu LAS a ohlášení se do sítě v případě dotazu Stav 2 Active_Idle: odpovídá na dotazy, přijímá pověření Stav 3 Claim_Token: inicializace, re-inicializace sítě Stav 4 Use_Token: uskutečňuje se výměna zpráv Stav 5 Await_Data_Response: čekání odpovědi na předchozí dotaz Stav 6 Check_Access_Time: kontrola zbývajícího času pro výměnu zpráv Stav 7 Pass_Token: předání pověření Stav 8 Check_Token_Pass: kontrola předání pověření Stav 9 Await_Status_Response: čekání potvrzení při vyhledávání následníka Stav 10 Passive_Idle: Slave zařízení poslouchá linky a odpovídá na dotazy

6 Linkové rámce Formát znaku: Formáty rámců Linková vrstva sběrnice Profibus rozlišuje 4 základní množiny rámců: Rámce konstantní délky bez datového pole Rámce konstantní délky s datovým polem Rámce s proměnnou délkou datového pole Rámec pověřovací Rámce konstantní délky bez datového pole: Rámce konstantní délky s datovým polem:

7 Rámce s proměnnou délkou datového pole: Pověřovací rámec: Význam jednotlivých znaků: SDx Počáteční omezovač (Start delimiter) DA Cílová adresa SA Zdrojová adresa FC Řídící byte FCS Kontrolní byte L Informační pole LE Počet bytů informačního pole LEr Opakování bytu LE ED Koncový omezovač (End delimiter)

8 Rozhraní linkové vrstvy sběrnice Profibus rozhraní FDL rozhraní FMA (Fieldbus Management) Rozhraní FDL slouží k předávání dat mezi linkovou a aplikační vrstvou. Pro uživatele poskytuje rozhraní 4 služby: Zaslání dat s potvrzením - SDA (Send Data with Acknowledge) Zaslání dat bez potvrzení - SDN (Send Data with No Acknowledge) Zaslání dat a žádost o data - SRD (Send and Request Data with Reply) Cyklická služba SRD - CSRD (Cyclic Send and Request Data with Reply) Jednotlivé služby jsou realizovány prostřednictvím služebních primitiv: žádost (request) indikace (indication) potvrzení (confirmation) Služba SDA slouží k zaslání dat jedné vzdálené stanici. Cílová stanice přijme data a je-li vše v pořádku, potvrdí příjem.