Ing. Josef Grosman TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR
PROFIBUS
PROFIBUS
1987 Německo (PNO PROFIBUS Nutzerorganosation) www.profibus.com ŘPS - PROFIBUS Vrstva ISO/OSI Model 7 Aplikační (Application) 6 Prezentační (Presentation) 5 Relační (Session) 4 Transportní (Transport) 3 Síťová (Network) 2 Spojová (Data Link) 1 Fyzická (Physical) Protokol PROFIBUS DP aplikační protokol (PROFINET TCP/IP) Prázdný Prázdný Prázdný (TCP,UDP) Prázdný (IP) PROFIBUS PD přenosový protokol (Ethernet protokol) RS485, MPB, Optická vlákna (Ethernet)
1987 Německo (PNO PROFIBUS Nutzerorganosation) www.profibus.com ŘPS - PROFIBUS Vrstva ISO/OSI Model 7 Aplikační (Application) 6 Prezentační (Presentation) Protokol PROFIBUS DP aplikační protokol (PROFINET TCP/IP) Prázdný Uživatelská vrstva (APP) Management (FMA7) 5 Relační (Session) 4 Transportní (Transport) 3 Síťová (Network) 2 Spojová (Data Link) 1 Fyzická (Physical) Prázdný Prázdný (TCP,UDP) Prázdný (IP) PROFIBUS PD přenosový protokol (Ethernet protokol) RS485, MPB, Optická vlákna (Ethernet) FDL vrstva PHY vrstva Management (FMA1,2)
PROFIBUS Fyzická vrstva
PROFIBUS Fyzická vrstva RS485 (kbit/s) 9,6 19,2 45,45 93,75 1200m 187,5 1000m 500 400m 1500 200m 3000 6000 12000 100m
PROFIBUS Fyzická vrstva RS485 (kbit/s) 9,6 19,2 45,45 93,75 1200m 187,5 1000m 500 400m 1500 200m 3000 6000 12000 100m O k t e t Start 1 2 3 4 5 6 7 8 Sudá par. Profibus DP (Decentralized Periphery) Průmyslová automatizace Stop
PROFIBUS Fyzická vrstva RS485 (kbit/s) 9,6 19,2 45,45 93,75 1200m 187,5 1000m 500 400m 1500 200m 3000 6000 12000 100m O k t e t Start 1 2 3 4 5 6 7 8 Sudá par. Profibus DP (Decentralized Periphery) Průmyslová automatizace Stop MBP (Manchester Coding Bus Powered) Synchronní kódování Manchester Napájení zařízení ze sběrnice Jiskrová bezpečnost 31,25 kbit/s
PROFIBUS Fyzická vrstva RS485 (kbit/s) 9,6 19,2 45,45 93,75 1200m 187,5 1000m 500 400m 1500 200m 3000 6000 12000 100m O k t e t Start 1 2 3 4 5 6 7 8 Sudá par. Profibus DP (Decentralized Periphery) Průmyslová automatizace Stop MBP (Manchester Coding Bus Powered) Synchronní kódování Manchester Napájení zařízení ze sběrnice Jiskrová bezpečnost 31,25 kbit/s 0 1
PROFIBUS Fyzická vrstva RS485 (kbit/s) 9,6 19,2 45,45 93,75 1200m 187,5 1000m 500 400m 1500 200m 3000 6000 12000 100m O k t e t Start 1 2 3 4 5 6 7 8 Sudá par. Profibus DP (Decentralized Periphery) Průmyslová automatizace Stop MBP (Manchester Coding Bus Powered) Synchronní kódování Manchester Napájení zařízení ze sběrnice Jiskrová bezpečnost 31,25 kbit/s 0 1 Profibus PA (Process Automation) Procesní automatizace, prostředí s nebezpečím výbuchu
PROFIBUS DP Protokol
PROFIBUS DP Protokol Master Master Master
PROFIBUS DP Protokol Master Master Master Master -
PROFIBUS DP Protokol Předávání pověření (token passing) Master Master Master Master -
PROFIBUS DP Protokol Předávání pověření (token passing) Master Master Master Master - DP Master Class 1 (DPM1) řídicí stanice, realizuje cyklickou komunikaci se Slavy DP Master Class 2 (DPM2) řídicí stanice, realizuje monitorování a diagnostiku DP periferní zařízení
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců Klid Rámec požadavku (žádost o data) Rámec odpovědi (potvrzení) min. 33 bitů Mezi oktety nesmí být žádné mezery
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců Klid Rámec požadavku (žádost o data) Rámec odpovědi (potvrzení) min. 33 bitů Mezi oktety nesmí být žádné mezery Normální odpověď Zkrácená odpověď (SC E5H) Bez odpovědi (na skupinový požadavek)
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců Klid Rámec požadavku (žádost o data) Rámec odpovědi (potvrzení) min. 33 bitů Mezi oktety nesmí být žádné mezery SD DA SA... ED Normální odpověď Zkrácená odpověď (SC E5H) Bez odpovědi (na skupinový požadavek)
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců Klid Rámec požadavku (žádost o data) Rámec odpovědi (potvrzení) min. 33 bitů Mezi oktety nesmí být žádné mezery SD DA SA... ED Normální odpověď Zkrácená odpověď (SC E5H) Bez odpovědi (na skupinový požadavek) SD (Start Delimiter) - Startovací znak (10H,68H,A2H,DCH) DA (Desinatoion Address) - Adresa cíle SA (Source Address) - Adresa zdroje ED (End Delimiter) - Koncový znak (16H)
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců Klid Rámec požadavku (žádost o data) Rámec odpovědi (potvrzení) min. 33 bitů Mezi oktety nesmí být žádné mezery SD DA SA... ED Normální odpověď Zkrácená odpověď (SC E5H) Bez odpovědi (na skupinový požadavek) SD (Start Delimiter) - Startovací znak (10H,68H,A2H,DCH) DA (Desinatoion Address) - Adresa cíle SA (Source Address) - Adresa zdroje ED (End Delimiter) - Koncový znak (16H) 0x10 00010000 0x68 01101000 0xA2 10100010 0xDC 11011100 0xE5 11100101 HD = 4
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců požadavek odpověď
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců požadavek odpověď Rámec pověření SD4 SA DA DCH Bez odpovědi
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců požadavek odpověď Rámec pověření SD4 SA DA DCH Bez odpovědi Rámec bez dat SD1 SA DA FC FCS ED 10H SD1 SA DA FC FCS ED SC FCS kontrolní součet FC řídicí pole
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců požadavek odpověď Rámec pověření SD4 SA DA DCH Bez odpovědi Rámec bez dat SD1 SA DA FC FCS ED 10H SD1 SA DA FC FCS ED SC Rámec s pevnou délkou dat (8 bytů) SD3 SA DA FC data FCS ED SD3 SA DA FC data FCS ED A2H FCS kontrolní součet FC řídicí pole
PROFIBUS DP Protokol formáty rámců požadavek odpověď Rámec pověření SD4 SA DA DCH Bez odpovědi Rámec bez dat SD1 SA DA FC FCS ED 10H SD1 SA DA FC FCS ED SC Rámec s pevnou délkou dat (8 bytů) SD3 SA DA FC data FCS ED SD3 SA DA FC data FCS ED A2H Rámec s proměnnou délkou dat SD2 LE LEr SA DA FC data FCS ED SD2 LE LEr SA DA FC data FCS ED 68H FCS kontrolní součet FC řídicí pole LE - délka LEr délka, opakovaně
PROFIBUS DP Master (DPM1)
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat Pověření od nejnižší adresy ( předchozí, aktuální, náledující ) PS AS NS
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat Pověření od nejnižší adresy ( předchozí, aktuální, náledující ) PS AS NS T TR vymezená doba pro oběh pověření T RR doba od předchozího předání pověření T TH = T TR T RR doba pro uskutečnění relací
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat Pověření od nejnižší adresy ( předchozí, aktuální, náledující ) PS AS NS T TR vymezená doba pro oběh pověření T RR doba od předchozího předání pověření T TH = T TR T RR doba pro uskutečnění relací Prohledává adresový prostor mezi AS a NS v intervalech GAP. Zjistí-li nový Master, zařadí jej do logického kruhu jako novou NS
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat Pověření od nejnižší adresy ( předchozí, aktuální, náledující ) PS AS NS T TR vymezená doba pro oběh pověření T RR doba od předchozího předání pověření T TH = T TR T RR doba pro uskutečnění relací Prohledává adresový prostor mezi AS a NS v intervalech GAP. Zjistí-li nový Master, zařadí jej do logického kruhu jako novou NS Sleduje dění na sběrnici -udržuje seznam aktivních stanic a typ - ze stanic Master aktualizuje logický kruh
PROFIBUS DP Master (DPM1) Stavy STOP neprobíhá výměna dat CLEAR DPM1 čte vstupy, výstupy drží v bezpečném stavu OPERATE probíhá cyklická výměna dat Pověření od nejnižší adresy ( předchozí, aktuální, náledující ) PS AS NS T TR vymezená doba pro oběh pověření T RR doba od předchozího předání pověření T TH = T TR T RR doba pro uskutečnění relací Prohledává adresový prostor mezi AS a NS v intervalech GAP. Zjistí-li nový Master, zařadí jej do logického kruhu jako novou NS Sleduje dění na sběrnici -udržuje seznam aktivních stanic a typ - ze stanic Master aktualizuje logický kruh Neodpoví-li i po nastaveném počtu opakování, vyřadí jej
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Master
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Master
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Master
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Master
SYNC ŘPS - PROFIBUS PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Master
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy
FREEZ ŘPS - PROFIBUS PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy
PROFIBUS DP Etapy přenosu DPM1 DP (stavy ) - parametrizace nastavení standardních parametrů (změna adresy Slavu, WDT, povolení synchronizačních režimů) - kontrola konfigurace - cyklická výměna dat Synchronizační režimy pro skupiny Slavů SYNC pro výstupy ukončení: UNSYNC FREEZ pro vstupy ukončení: UNFREEZ Vstupy Master Master Vstupy Vstupy