Profibus là gì?(Phần 1)

ProfiBus được thành lập vào năm 1989 bởi chính phủ Đức với sự hợp tác của một số nhà sản xuất thiết bị tự động hóa. Profibus được sử dụng rộng rãi trong các dòng PLC của Siemens như S7-1500, S7-300,… Đây là một định dạng bản tin được thiết kế đặc biệt cho I/O nối tiếp tốc độ cao trong các ứng dụng tự động hóa trong nhà máy và tòa nhà. Nó là một tiêu chuẩn mở và được công nhận là FieldBus nhanh nhất đang hoạt động hiện nay. Nó dựa trên RS485 và tiêu chuẩn kỹ thuật điện EN50170 của Châu Âu. Hậu tố DP(Decentralized Periphery) đề cập đến “Ngoại vi phi tập trung”, được sử dụng để mô tả các thiết bị I / O phân tán được kết nối thông qua liên kết dữ liệu nối tiếp nhanh với bộ điều khiển trung tâm. Ngược lại, bộ điều khiển logic khả trình (PLC) thường có các kênh đầu vào/đầu ra (I/O) được bố trí tập trung. Bằng cách giới thiệu một bus mạng giữa bộ điều khiển chính (master) và các kênh I/O của nó (slave), I/O đã được phân cấp.

ProfiBus dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế chung và hướng đến mô hình tham chiếu OSI (Open System Interconnection) theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 7498. Trong mô hình này, mọi lớp xử lý các tác vụ được xác định chính xác. Lớp 1 của mô hình này là lớp vật lý và xác định các đặc tính truyền vật lý. Lớp 2 là lớp liên kết dữ liệu và định nghĩa giao thức truy cập bus. Lớp 7 là lớp ứng dụng và xác định các chức năng của ứng dụng. ProfiBus DP chỉ sử dụng lớp 1 & 2 của mô hình OSI, cùng với giao diện người dùng. Các lớp từ 3 – 7 không được sử dụng.

Hệ thống ProfiBus sử dụng Master để hỏi các Slave. Nó được phân phối theo kiểu multi-drop trên bus nối tiếp RS485.

Slave

ProfiBus slave là thiết bị ngoại vi nào (đầu dò, I/O, van, hoặc thiết bị đo lường khác) xử lý thông tin và gửi đầu ra đến thiết bị Master. Slave hoạt động thụ động trên mạng. Nó không có quyền truy cập bus và chỉ có thể xác nhận các bản tin đã nhận hoặc gửi các bản tin phản hồi đến Master. Các ProfiBus Slave có cùng mức ưu tiên và tất cả các giao tiếp mạng đều bắt nguồn từ Master.

Profibus Master hoạt động chủ động trên mạng. ProfiBus DP định nghĩa hai class Master. Master class 1 xử lý giao tiếp hoặc trao đổi dữ liệu bình thường với các Slave. Master class 2 là một thiết bị đặc biệt chủ yếu được sử dụng để vận hành Slave hoặc cho các mục đích chẩn đoán. Một số Master có thể hỗ trợ cùng lúc chức năng class 1 và class 2. Giao tiếp Master đến Master thường không được phép trong Profibus, ngoại trừ việc cấp quyền truy cập bus cho một Master khác thông qua việc trao đổi “token”. Tuy nhiên, giao tiếp master-to-master giữa hai hệ thống mono-master có thể được hỗ trợ bằng cách sử dụng cổng DP-DP. Việc trao đổi quyền truy cập bus thông qua “token ring” này chỉ áp dụng giữa các Master trong hệ thống.

Class 1 Master

Master class 1 thường là bộ điều khiển lập trình trung tâm (PLC) hoặc PC chạy phần mềm đặc biệt. Master class 1 đặt tốc độ truyền và Slave sẽ tự động phát hiện tốc độ này. Master class 1 xử lý việc trao đổi dữ liệu với các Slave được gán cho nó. Nó hoạt động như bộ điều khiển chính để trao đổi thông tin I / O với các Slave phân tán của nó, truy xuất theo chu kỳ dư liệu. Master giao tiếp chủ động với các Slave được chỉ định của nó, nhưng thụ động (theo yêu cầu) với một Master class 2 khác.

Class 2 Master

Master class 2 thường là thiết bị cấu hình(máy tính xách tay hoặc bảng điều khiển lập trình). Class 2 thường được cung cấp cho mục đích vận hành, bảo trì hoặc chẩn đoán. Nó chủ động giao tiếp với các master class 1 và các Slave của chúng, ngoài các slave của chính nó. Master class 2 có thể chỉ nắm quyền kiểm soát một Slave trong thời gian ngắn. Tất cả các trao đổi giữa Master class 2 và Master class 1 đều bắt nguồn từ Master class 2.

Để tìm hiểu chi tiết về chuẩn truyền thông công nghiệp Profibus, các bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Profibus Siemens Pdf

Nguồn tham khảo

https://www.automation.com/en-us/articles/2009-1/introduction-to-profibus-dp