=" PROFIBUS-FMS Fieldbus Message Specification — Bus hệ thống hoặc bus điều khiến , — Dịch vụ cao cấp, chủ yếu được sử dụng trong CN chế tao = PROFIBUS-DP Decentral Peripheral — Bus trư
Trang 3= PROFIBUS (Process Field Bus) duoc phat trién tai
Đức tu nam 1987
= DIN 19245, EN 50 170, IEC 61158, IEC 61784
= PROFIBUS khong chi dtmg lai la mot hé thống
truyén thông, mà còn được coi là một công nghệ tự
động hóa
" Một hệ thống bus trường hàng đâu hiện nay,
cũng được sử dụng rất rộng rãi tại Việt Nam
= Ho tro boi PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO), ttr
nam 1995 nam trong PROFIBUS International (PI)
voi hon 1.100 thanh vién trén toan thé gidi
Trang 4
=" PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification)
— Bus hệ thống hoặc bus điều khiến ,
— Dịch vụ cao cấp, chủ yếu được sử dụng trong CN chế tao
= PROFIBUS-DP (Decentral Peripheral)
— Bus trường cấp cao, chủ yếu ghép nối giữa thiết bị điều
khiển với vào ra phân tán và một số thiết bị thông minh
— Truyên dữ liệu thô, hiệu suất cao
— Ung dung da nang, trong nhiều lĩnh vực
=" PROFIBUS-PA
— Mở rộng PROFIBUS-DP xuống cấp trường cho lĩnh vực
công nghiệp chế biến (kỹ thuật truyền dân khác)
— Ghép noi trực tiếp với thiết bị trường
Trang 5
< 60 ms
<= 100 km 9.6 kbit/s -
binary and analog
field devices, drives, valves, OPs
1-5 ms
<= 100 km 9.6 kbit/s -
© 2006 - HMS
Trang 7= Lop ung dung cua FMS bao gom hai lop con
— FMS (Fieldbus Message Specification) a mot tap con cua
chuan MMS, dam nhiệm việc xử lý øiao thức và cung cấp
các dịch vụ truyên thông,
— LLI (Lower Layer Interface)co vai tro trung gian cho FMS
két noi voi lop 2
= Lop lién két dt li¢u FDL (Fieldbus Data Link):
— kiém soát truy nhập bus
— Cungø cấp các dịch vụ truyên dữ liệu
= Lop vat ly cua PROFIBUS qui dinh vé
— ky thuat truyén dan tin hiéu,
— môi trường truyén dan,
— cau truc mang va cac giao dién cơ học
6.1 Profibus © 2006 - HMS
Trang 8= FMS va DP có thể chạy trên cùng một đường
truyền (cùng cơ sở hạ tâng)
" Giữa hai mạng FMS và DP không bao giờ cân
Trang 93 Ky thuat truyén dan (lop 1)
Truyền dân với RS-485:
Tốc độ truyên thông từ 9,6 kbit/s đến 12 MBit/s
Cấu trúc đường thẳng kiểu đường trục/đường
nhanh (trunk-line/drop-line) hoac daisy-chain,
Toc độ truyén ttr 1,5 Mbit/s tro lên yêu câu cấu
truc daisy-chain
Cáp truyền được sử dụng là đôi dây xoắn có bao
vệ (STP) Hiệp hội PI khuyến cáo dùng cáp loại A
Trở kết thúc có dạng tin cay (fail-safe biasing ) voi
các điện trở lân lượt là 390-220-3900
Trang 10
= Chiéu dai toi da cua mot doan mang ttr 100 dén
1200m, phu thuoc vao toc do truyén duoc lua
chon Quan hé gitra toc do truyén va chiéu dai toi
da cua mot doan mang duoc tom tat trong bang
4.1
= SO luong toi da cac tram trong moi doan mang la
32
= Co the dung tdi da 9 bo lap tức 10 đoạn mạnø
Tong so tram toi da trong mot mang 1a 126
= Ché do truyền tải không đông bộ và hai chiêu
không đồng thời
= Phuong phap ma hoa bit NRZ
Trang 12
= Truyén dân với RS-485IS (IS : Intrinsically Safe)
— duoc phat trién để có thể phù hợp với môi trường đòi hỏi
an toàn cháy nổ
— theo chi dan và các qui định nøặt nghèo về mức điện áp
và mức dòng tiêu thụ của các thiết bị
— tối da 32 tram trong mot doan mang RS-485IS
= Truyén dan voi cap quang
— thich hop dac biét trong cac linh vuc c6 moi trudng lam
viéc nhiéu manh hoac doi hoi pham vi phu mang lớn
— Soi thủy tinh đa chế độ với khoảng cách truyền toi da 2- 3km và sợi thủy tỉnh đơn chế độ với khoảng cách truyền
có thể trên 15km
— Soi chat deo voi chiéu dai toi da 80m va soi HCS voi
chiéu dai toi da 500m
Trang 15
as hub" | - _Wwith terminating
Trang 18= Dich vu khong tuan hoan:
— SDN (Send Data with No Acknowledge): Gui dt liéu
khong xac nhan
— SDA (Send Data with Acknowledge): Gui dtr liéu với xác
= Dich vu tuân hoàn:
— CSRD (Cyclic Send and Request Data with Reply): Gui va
yêu câu dữ liệu tuân hoàn
Trang 19
Dich vu khong tuan hoan Dich vu tuan hoan
(Truyền thông báo)
Gửi dữ liệu không xác nhận (SDN) Gửi và yêu câu dữ liệu tuần hoàn (CSRD)
(broadcast)
Trang 21
SDI | Start Delimiter Byte khởi đâu, phân biệt Øiữa các
SD3 = A2H, SD4=DCH
an toàn
DA Destination Address Địa chỉ đích (trạm nhận), từ O-127
SA Source Address Dia chi nguon (tram gui), tir 0-126
FCS Frame Check Sequence _ | Byte kiêm soát lỗi, HD = 4
Trang 22
Parity bit (chan)
Trang 23
= PRFIBUS-DP dap ung cac yéu câu cao về tính
nang thoi gian thuc trong trao doi dt liéu dưới
cấp trường (vi du gitra PLC, PC voi DIO, thiết bị
đo, biến tân, .)
= TIrao đối dữ liệu ở đây chủ yếu là tuần hoàn theo
cơ chế chủ /tớ
“ DĨP còn hồ trợ các dịch vụ không tuân hoàn, phục
vụ tham số hóa, vận hành và chân đoán các thiết
bị trường thông minh
= Đối chiếu với mô hình OSI, PROFIBUS-DP chỉ
thực hiện các lớp 1 và 2 vì lý do hiệu suất xử lý
điao thức và tính năng thời øian
Trang 24
B nie na I
“" DP-VO qui định các chức năng DP cơ SỞ:
— Trao đối dữ liệu tuần hoàn
— Chan doan tram, module va kénh
— Hồ trợ đặt cấu hình với tập tin GSD
= DP-V1 bo sung cac chtrc nang DP mo rong:
— Trao đối dữ liệu khong tuần hoàn giữa PC hoặc PLC với
các trạm tớ
— Tich hop kha nang cau hinh voi EDD (Electronic Device
Description) va FDT (Field Device Tool)
— Các khối chức năng theo chuan IEC 61131-3
— Giao tiếp an toan (PROFIsafe)
— Hồ trợ cảnh báo và báo động
Trang 25
= Phién ban DP-V2 mo rong DP-V1 voi cac chtre
nang:
— Trao đổi dữ liệu giữa các trạm tới theo cơ chế chào
hang/dat hang (publisher/ subscriber)
— Ché do giao tiép dang thoi (isochronous mode)
— Đông bộ hóa đông hồ và đóng dấu thoi gian (time
synchronisation, time stamping)
— Ho tro giao tiép qua giao thircc HART
— Truyền nạp các vùng nhớ lên và xuống
— Khả năng dự phòng
6.1 Profibus © 2006 - HMS
Trang 26
= Tram chu DP cap 1 (DP-Master Class 1, DPM1):
Cac bộ điều khiển trung tam, vi du PLC hoac PC,
hoặc các module thuộc bộ điều khiển trung tâm
= Tram chu DP cap 2 (DP-Master Class 2, DPM2):
Cac may lap trinh, cong cu cau hinh va van hanh,
chấn đoán hệ thống bus Cung cấp dịch vụ của
DPM] + các hàm đặc biệt phục vụ đặt cấu hình
hệ thống, chân đoán trạng thái, truyền nạp
chương trình,vV.V
= Tram to DP (DP-Slave): Cac vao/ra phan tan,
truyên động, HMI, van, cảm biến, các bộ điều
khiển phân tán Một PLC cũng có thể đóng vai trò
la mot tram to thong minh
Trang 27
= STOP: Khong truyén dwt liệu sử dụng giữa trạm
chu va tram tớ, chỉ có thể chân đoán và tham số
hóa
= CLEAR: Tram chủ đọc thông tin đầu vào từ các
trạm tớ và øiữ các đâu ra Ở øØiá trị an toàn
= OPERATE: Tram chu 6 ché do trao doi dữ liệu đầu
vao va dau ra tuan hoan voi cac tram to Tram
chu cũng thường xuyên gửi thông tin trạng thái
của nó tới các trạm tớ sử dụng lệnh gửi đồng loạt
vào các khoảng thời øian đặt trước
Trang 28
mn tk dap ung ¬ ekg
“HA TA êu cau wn ak
Du lieu dau ra ⁄ » | Du lieu dau ra
lave n , oy Slave ——— đáp ứng ————— Slave n
Lư liệu đầu vào |4 Lư liệu đầu vào
DP-Master
Trang 29
= Muc dich: Bao dam tinh nhat quan cua dt liéu
cho bai toan diéu khién
= Dong bo hoa dau ra:
— Lénh SYNC: Dua mot nhom tram to vê chế độ đồng bộ
hoa dau ra
— Lénh UNSYNC sé dua cac tram to vé ché do binh thuong (đưa đâu ra tức thì)
“" Đông bộ hóa đâu vào:
— Lệnh FIREEZE: Đưa một nhóm các trạm tớ về chế độ
đồng bộ hóa đầu vào
— Lệnh UNFREEZZE sẽ đưa các trạm tớ vê chế độ bình
thường (đọc đâu vào tức thì)
Trang 30
= Chan doan tram: Cac thong bao lién quan tới trạng thái
hoat dong chung cua ca tram, vi du tinh trang qua nhiét
hoac sut ap
= Chan đoán module: Các thông báo này chỉ thị lỗi nằm ở một
khoảng vào /ra nào đó của một module
" Chân đoán kênh: Trường hợp này, nguyên nhân của lỗi
nam ở một bit vao/ra (mot kênh vào /ra) riêng biệt
= Phién ban DP-V1 còn mở rộng thêm hai loại thông báo:
— Thông báo cảnh báo /báo động liên quan tới các biến quá trình,
trạng thái cập nhật dữ liệu và các sự kiện tháo /lắp module thiết bị
— Thông báo trạng thái phục vụ mục đích bảo trì phòng ngừa,
danh gia thong ké so liéu
Trang 31
DP Slave DP Slave DP Slave
Trang 32= Két hop chu/t6 voi TDMA
=" Can dong bo hoa thời gian