10.1. ТЕХНОЛОГИЯ Profibus
Одной из сетей передачи данных является сеть на основе протокола Profibus, который может объединять контроллеры, станции распределенной периферии, операторские панели, преобразователи частоты и компьютеры. На скорости передачи от 9,6 КБит/с до 12 МБит/с сеть Profibus DP может иметь линейную (шина) или древовидную топологии. Для критичных по времени приложений PROFIBUS DP может использоваться на скорости передачи данных 3 MБит/с, 6 MБит/с, а также 12 MБит/с в соответствии со стандартом IEC 61158/EN 5017. Максимальная длина сегмента зависит от скорости передачи. Для взрывобезопасных приложений применяется технология передачи PROFIBUS PA в соответствии со стандартом IEC 61158-2. В этом случае скорость передачи данных составляет 31,25 КБит/с.
Физически сеть Profibus может быть построена на основе медных или оптических линий связи. В медных линиях связи используется экранированный двухжильный кабель определенного волнового сопротивления. Сам кабель окрашен в фиолетовый цвет, что говорит о его предназначении в сетях Profibus. Также для облегчения монтажа одна жила кабеля окрашена в зеленый цвет, другая жила кабеля окрашена в красный цвет.
Для подключения кабеля к активным сетевым устройствам сети Profibus используются специальные штекеры с подводом кабеля под 0, 30 и 90 градусов. Внутри каждого штекера имеется небольшой клеммник для подключения жил кабеля, каждая клемма которого имеет цветовую кодировку, сопоставимую с цветовой кодировкой жил кабеля.
На штекере есть переключатель, который включает терминирующие сопротивления, установленные внутри штекера. Данные сопротивления необходимы для согласования волнового сопротивления кабеля и входного сопротивления активного устройства с целью устранения искажения сигнала и увеличения скорости сети. Поэтому на концах сегмента переключатель должен быть в положении ON, а на промежуточных устройствах - в положении OFF.
Длина сегмента Profibus не должна превышать 1200 метров при скорости не более 9,6 КБит/с и с количеством станций не более 32. Максимальная скорость 12 МБит/с допустима при длине сегмента Profibus не более 100 метров. Длину сегмента можно увеличить, используя устройство «Повторитель RS-485», который служит для усиления сигнала в шинном кабеле и соединяет шинные сегменты Profibus с количеством станций более 32.
Сеть Profibus DP разделяет устройства на ведущие устройства (мастер) и ведомые устройства (слейв). Ведущее устройство отвечает за передачу данных по шине и может посылать сообщения и получать ответные сообщения, когда он владеет маркером. Владение маркером дает право ведущему устройству на доступ к шине. Мастеры определены в протоколе Profibus, как активные узлы.
Ведомые Profibus устройства – простые периферийные устройства, типа приводов, датчиков, преобразователей и т.д. Они не получают маркер, то есть они могут только подтверждать получение сообщений (данных) или посылать сообщения (данные) мастеру по его запросу. Они называются пассивными узлами.
Каждое устройство в сети Profibus должно иметь уникальный сетевой адрес, который должен быть установлен переключателем на корпусе и задан в специализированном программном обеспечении. Мастеру сети Profibus адрес назначается только в специализированном программном обеспечении. Адреса должны лежать в диапазоне от 0 до 127.
Обмен данными в сети Profibus DP выполняется в режиме Real Time (режим реального времени).
