Bài giảng Mạng máy tính và Hệ thống thông tin công nghệ - Profibus - Đào Đức Thịnh

Nội dung text: Bài giảng Mạng máy tính và Hệ thống thông tin công nghệ - Profibus - Đào Đức Thịnh

1. M¹ng m¸y tÝnh & HÖ thèng th«ng tin c«ng nghiÖ §µo §øc ThÞnh BM Kü thuËt ®o & THCN
2. Profibus - LÞch sö ph¸t triÓn - PROFIBUS (Process Field Bus) lµ mét hÖ thèng bus tr−êng ®−îc ph¸t triÓn t¹i §øc tõ n¨m 1987 do 21 c«ng ty vµ c¬ quan nghiªn cøu hîp t¸c. Sau khi ®−îc chuÈn hãa quèc gia víi DIN 19245, PROFIBUS ®· trë thµnh chuÈn ch©u ©u EN 50 170 trong n¨m 1996 vµ chuÈn quèc tÕ IEC 61158 vµo cuèi n¨m 1999. Bªn c¹nh ®ã, PROFIBUS cßn ®−îc ®−a vµo trong chuÈn IEC 61784 - mét chuÈn më réng trªn c¬ së IEC 61158 cho c¸c hÖ thèng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp. Víi sù ra ®êi cña c¸c chuÈn míi IEC 61158 vµ IEC 61784 còng nh− víi c¸c ph¸t triÓn míi gÇn ®©y, PROFIBUS kh«ng chØ dõng l¹i lµ mét hÖ thèng truyÒn th«ng, mµ cßn ®−îc coi lµ mét c«ng nghÖ tù ®éng hãa.
3. Profibus - LÞch sö ph¸t triÓn - Víi môc ®Ých qu¶ng b¸ còng nh− hç trî viÖc ph¸t triÓn vµ sö dông c¸c s¶n phÈm t−¬ng thÝch PROFIBUS, mét tæ chøc ng−êi sö dông ®· ®−îc thµnh lËp, mang tªn PROFIBUS Nutzerorgamsation (PNO). Tõ n¨m. 1995, tæ chøc nµy n»m trong mét hiÖp héi lín mang tªn PROFIBUS International (PI) víi h¬n 1.100 thµnh viªn trªn toµn thÕ giíi.
4. Profibus - Kü thuËt
5. Profibus - Kü thuËt - Profibus là một chuẩn bus trường mở, không phụ thuộc vào nhà cung cấp, nó được sử dụng trong một phạm vi rộng các ứng dụng trong tự động hoá sản xuất và tự động hoá quá trình. -Sự không phụ thuộc vào các nhà cung cấp và tính chất mở được đảm bảo bởi tiêu chuẩn quốc tế EN 50170 và EN 50254. PROFIBUS cho phép giao tiếp giữa các thiết bị của các hãng sản xuất khác nhau mà không cần sự điều chỉnh đặc biệt nào về giao diện. - PROFIBUS có thể dùng cho cảứng dụng đòi hỏi tính năng thời gian với tốc độ cao và các nhiệm vụ truyền thông phức tạp. - Qua sự tiếp tục phát triển về kỹ thuật, PROFIBUS sẽ vẫn là hệ thống giao thức công nghiệp được dùng trong tương lai.
6. Profibus - Kü thuËt
7. Profibus - Kü thuËt - PROFIBUS ®Þnh nghÜa ba lo¹i giao thøc lµ PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-DP vµ PROFIBUS-PA. - FMS là profile giao tiếp đa năng cho tất cả các đòi hỏi về giao tiếp cấp cao. FMS đưa ra nhiều chức năng ứng dụng tinh vi cho sự giao tiếp giữa các thiết bị thông minh. Tuy nhiªn gÇn ®©y, vai trß cña PROFIBUS-FMS ngµy cµng mê nh¹t bëi sù c¹nh tranh cña c¸c hÖ dùa trªn nÒn Ethernet (Ethernet/IP, PROFINET, High-speed Ethernet).
8. Profibus - Kü thuËt - DP là giao thức truyền thông được sử dụng thường xuyên nhất. Nó được dùng tối ưu cho tốc độ, hiệu quả và chi phí kết nối thấp, được thiết kế đặc biệt cho sự giao tiếp giữa hệ thống điều khiển và các ngoại vi phân tán. DP thích hợp để thay thế cách truyền tín hiệu song song kiểu thông thường với điện áp 24 V trong tự động hoá sản xuất cũng như cho tín hiệu tương tự truyền với 4 20 mA hoặc Hart trong điều khiển quá trình.
9. Profibus - Kü thuËt - PROFIBUS-PA lµ kiÓu ®Æc biÖt ®−îc sö dông ghÐp nèi trùc tiÕp c¸c thiÕt bÞ tr−êng trong c¸c lÜnh vùc tù ®éng hãa c¸c qu¸ tr×nh cã m«i tr−êng dÔ ch¸y næ, ®Æc biÖt trong c«ng nghiÖp chÕ biÕn. Thùc chÊt, PROFIBUS-PA chÝnh lµ sù më réng cña PROFIBUS-DP xuèng cÊp tr−êng cho lÜnh vùc c«ng nghiÖp chÕ biÕn.
10. Profibus - Kü thuËt - Ngµy nay. PROFIBUS lµ hÖ bus tr−êng hµng ®Çu thÕ giíi víi h¬n 20% thÞ phÇn vµ víi h¬n 5 triÖu thiÕt bÞ l¾p ®Æt trong kho¶ng 500.000 øng dông. Cã thÓ nãi. PROFIBUS lµ gi¶i ph¸p chuÈn, ®¸ng tin cËy cho nhiÒu ph¹m vi øng dông kh¸c nhau, ®Æc biÖt lµ c¸c øng dông cã yªu cÇu cao vÒ tÝnh n¨ng thêi gian.
11. Profibus - KiÕn tróc giao thøc
12. Profibus - KiÕn tróc giao thøc - DP và PA, đây là giao thức giao tiếp có hiệu suất cao, sử dụng các lớp 1 và 2 cũng như lớp giao diện sử dụng. Các lớp từ 3 đến 7 không được sử dụng. Kiến trúc tổ chức hợp lý này đảm bảo truyền dữ liệu nhanh và hiệu quả. Lớp ánh xạởtrên lớp 7 liên kết với lớp 2 (DDLM) cung cấp giao diện sử dụng dể dàng truy nhập vào lớp 2. Các chức năng ứng dụng có sẵn cho người sử dụng, cũng như hành vi thiết bị và hệ thống của các kiểu thiết bị DP khác nhau được định rõ trong lớp giao diện sử dụng.
13. Profibus - KiÕn tróc giao thøc - Trong giao thức truyền thông đa chức năng FMS, sự quan trọng đặc biệt nằm ở các lớp 1, 2 và 7. Lớp application (7) bao gồm hai lớp con là FMS (Fieldbus Message Specification) và LLI (Lower Layer Interface). Lớp FMS đảm nhiệm việc sử lý giao thức sử dụng và các dịch vụ truyền thông cho các giao tiếp chủ-chủ và chủ-tớ. Lớp LLI có vai trò trung gian cho FMS kết nối với lớp 2 mà không phụ thuộc vào các thiết bị riêng biệt.
14. Profibus - Líp vËt lý - Truyền dẫn RS-485 là công nghệ truyền dẫn ®−îc sử dụng thông dụng nhÊt trong PROFIBUS. Phạm vi ứng dụng bao gồm tất cả các phạm vi truyền dẫn yêu cầu tốc độ truyền cao và lắp đặt đơn giản, giá thành rẻ. Cáp dẫn được sử dụng là đôi dây xoắn có bảo vệ. - Công nghệ truyền dẫn với RS-485 dễ sử dụng. Việc lắp đặt các cáp xoắn không yêu cầu hiểu biết nhiều về chuyên môn. Cấu trúc của bus cho phép việc thêm và bớt các trạm hoặc từng bước đưa hệ thống hoạt động mà không bịảnh hưởng của các trạm khác. Sự mở rộng sau không làm ảnh hưởng đến các trạm đang hoạt động.
15. Profibus - Líp vËt lý - Tèc ®é truyÒn tõ 9,6 kbps ®Õn 12 Mbps. - ChiÒu dµi tèi ®a 1200m vµ phô thuéc vµo tèc ®é truyÒn Tèc ®é truyÒn phô thuéc vµo ®é dµi c¸p:
16. Profibus - Líp vËt lý - CÊu tróc m¹ng d¹ng Bus ( Trunk-line/Drop-line, daisy-chain). - C¸p dïng ®«i d©y so¾n cã vá b¶o vÖ ( PI khuyÕn c¸o dïng c¸p lo¹i A cã c¸c th«ng sè nh− sau: *Trở kháng : 125 đến 165 Ω * Điện dung : 0.34 mm2 )
17. Profibus - Líp vËt lý - §iÖn trë kÕt thóc d¹ng Fail-safe Biasing:
18. Profibus - Líp vËt lý - Sè tr¹m tèi ®a trªn 1 ®o¹n m¹ng lµ 32. Cã thÓ dïng tèi ®a 9 bé Repeater -> 10 ®o¹n m¹ng. Tæng sè tr¹m lµ 126. - ChÕ ®é truyÒn kh«ng ®ång bé, Half-duplex. - Sö dông m· NRZ. - Kh«ng ®Þnh nghÜa ®Çu nèi c¬ häc.
19. Profibus - Líp vËt lý
20. Profibus - Líp vËt lý
21. Profibus - Líp vËt lý
22. Profibus - Líp vËt lý - Cáp quang thích hợp đặc biệt trong các lĩnh vực ứng dụng có môi trường làm việc nhiễu mạnh, hoặc đòi hỏi tốc độ truyền dẫn cực cao và phạm vi phủ mạng lớn. -Cónhiều loại cáp quang khác nhau cùng với các đặc tính khác nhau đựa trên khoảng cách, giá thành và ứng dụng. -Hai loại cáp quang có thể sử dụng ở đây: loại sợi thuỷ tinh với chiều dài tối đa 2-3 km và loại sợi nhân tạo với chiều dài tối đa 50m không cần khuyếch đại.
23. Profibus - Líp vËt lý - Do đặc điểm liên kết điểm-điểm ở cáp quang, cấu trúc mạng chỉ có thể là hình sao hoặc hạn hữu là mạch vòng. Trong thực tế, cáp quang thường được sử dụng hỗn hợp với RS-485 nên cấu trúc mạng phức tạp hơn. Các bộ chuyển đổi giữa 485 và cáp quang cho phép việc kết nối hỗn hợp.
24. Profibus - Líp vËt lý - Truyền đồng bộ trong IEC 1158-2 (MPB) với tốc độ bốt 31.25 kbít/s được sử dụng trong các hệ thống xử lý tự động. Nó thỏa mãn các yêu cầu quan trọng trong công nghệ hoá học và công nghệ hoá dầu: sự an toàn bên trong và cÊp nguån qua bus sử dụng hai dây. Do đóPROFIBUS cóthể được sử dụng trong các các khu vực nguy hiểm.
25. Profibus - Líp vËt lý Các nguyên tắc kÕt nèi víi IEC1158-2 : z Mỗi đoạn mạng chỉ được phép có một bộ nguồn cung cấp điện z Không có năng lượng được cung cấp cho bus khi các trạm đang gửi tin z Mọi thiết bị trường tiêu thụ dòng không đổi tại trạng thái tĩnh z Mỗi thiết bị trường hoạt động như một bộ tiêu hao dòng bị động. z Mỗi đầu cuối được kết thúc bằng một trở đầu cuối bị động. z Cấu trúc mạng ở đây là cấu trúc đường thẳng, cây hoặc sao.
26. Profibus - Líp vËt lý - Chế độ truyềnSố, đồng bộ bit, dùng mã Manchester -Tốc độ truyền 31,25 kbit/s - Cáp truyềnHai đôi dây xoắn - Cung cấp nguồn từ xa Tuỳ chọn, sử dụng đường dây tải dữ liệu -Mức bảo vệ cháy nổ EEX ia/ib và EEX d/m/p/q CÊu tróc m¹ng Đường thẳng, cây hoặc phối hợp Số trạm Tối đa 32 trong một đoạn mạng, tổng tối đa 126 Số bộ lặp Tối đa là 4 bộ lặp §é dµi 1 ®o¹n m¹ng 1900m tæng 9500m
27. Profibus - Líp vËt lý - Cáp bus chính được lắp ráp tại hai đầu cùng với trở đầu cuối bị động, bao gồm một bộ RC nối tiếp nhau với R=100 Ω và C = 1µF. -Các bộ nối đoạn mạng là các bộ chuyển đổi tín hiệu, nó thích ứng các tín hiệu RS-485 với tín hiệu IEC 1158-2. Nếu các bộ nối được sử dụng, tốc độ trong đoạn mạng của RS-485 được giới hạn lớn nhất là 93.75 kbit/s -Các bộ liên kết, chúng miêu tả tất cả các thiết bị trường kết nối trong đoạn mạng IEC 1158-2 như là một trạm tớ trong đoạn mạng RS-485. Không có giới hạn về tốc độ trong đoạn mạng RS-485 khi sử dụng để liên kết. Điều đó có nghĩa rằng nó cũng có thể thực hiện với các mạng nhanh, với chức năng điều khiển, bao gồm các cả thiết bị trường kết nối bằng IEC 1158-2.
28. Profibus - Líp vËt lý
29. Profibus - §iÒu khiÓn truy nhËp Bus - §iÒu khiÓn truy nhËp trung gian ( MAC ) x¸c ®Þnh thñ tôc khi mét tr¹m cho phÐp truyÒn d÷ liÖu. MAC ph¶i ch¾c ch¾n r»ng chØ cã mét tr¹m cã quyÒn truyÒn d÷ liÖu t¹i mçi thêi ®iÓm.
30. Profibus - §iÒu khiÓn truy nhËp Bus - Giao thøc PROFIBUS ®−îc thiÕt kÕ ®Ó tho¶ m·n hai yªu cÇu cña MAC, ®ã lµ: * Trong lóc giao tiÕp gi÷a c¸c hÖ thèng tù ®éng ho¸ phøc t¹p ( c¸c tr¹m chñ – masters ) mçi tr¹m ph¶i cã ®ñ thêi gian ®Ó thùc hiÖn c«ng viÖc truyÒn th«ng trong mét kho¶ng thêi gian chÝnh x¸c nhÊt ®Þnh. * MÆt kh¸c, ®èi víi truyÒn th«ng gi÷a mét bé ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nh phøc t¹p vµ thiÕt bÞ ngo¹i vi ®¬n gi¶n ®−îc chØ ®Þnh (c¸c tr¹m tí – slaves ) th× viÖc truyÒn d÷ liÖu mét c¸ch tuÇn hoµn vµ tÝnh n¨ng thêi gian thùc cÇn ph¶i ®−îc thùc hiÖn cµng nhanh vµ cµng ®¬n gi¶n cµng tèt.
31. Profibus - §iÒu khiÓn truy nhËp Bus - Do vËy, giao thøc truy nhËp trung gian PROFIBUS bao gåm c¶ truy cËp kiÓu thÎ bµi khi c¸c tr¹m chñ giao tiÕp víi nhau vµ truy cËp kiÓu chñ/tí khi tr¹m chñ giao tiÕp víi thiÕt bÞ ngo¹i vi ®¬n gi¶n. - Truy cËp kiÓu thÎ bµi ®¶m b¶o quyÒn truy nhËp bus (thÎ bµi) ®−îc chØ ®Þnh cho mçi tr¹m chñ trong mét khung thêi gian x¸c ®Þnh chÝnh x¸c. Th«ng tin trong thÎ bµi, mét b¶n tin ®Æc biÖt ®Ó viÖc chuyÓn thÎ bµi tõ tr¹m chñ nµy sang tr¹m chñ kh¸c ph¶i ®i theo mét vßng logic mét lÇn tíi tÊt c¶ c¸c tr¹m chñ trong mét thêi gian lu©n chuyÓn thÎ bµi cùc ®¹i. Trong PROFIBUS truy cËp kiÓu thÎ bµi chØ dïng cho giao tiÕp gi÷a c¸c tr¹m chñ.
32. Profibus - §iÒu khiÓn truy nhËp Bus - Truy cËp kiÓu chñ/tí cho phÐp tr¹m chñ ( tr¹m tÝch cùc ) ®ang gi÷ thÎ bµi ®−îc quyÒn truy nhËp c¸c tr¹m tí ®−îc chØ ®Þnh (c¸c tr¹m bÞ ®éng ). Nã cho phÐp tr¹m chñ cã thÓ göi b¶n tin hay kh«i phôc b¶n tin tõ c¸c tr¹m tí. -Ph−¬ng ph¸p truy nhËp nµy cho phÐp thùc hiÖn víi c¸c kiÓu cÊu tróc hÖ thèng sau: HÖ thèng mét tr¹m chñ HÖ thèng nhiÒu chñ
33. Profibus - §iÒu khiÓn truy nhËp Bus
34. Profibus - DÞch vô truyÒn sè liÖu - Mét nhiÖm vô quan träng cña líp thø 2 lµ b¶o vÖ d÷ liÖu. §Þnh d¹ng khung líp thø 2 PROFIBUS ®¶m b¶o ®é toµn vÑn d÷ liÖu rÊt cao. TÊt c¶ c¸c b¶n tin ®Òu cã mét khoảng cách Hamming HD=4, thông qua các dấu tách bắt đầu và kết thúc bản tin, bit chẵn lẻ và kiểm tra byte.
35. Profibus - DÞch vô truyÒn sè liÖu - Lớp thứ 2 của PROFIBUS hoạt động trong một chế độ không nối. Ngoài việc truyền dữ liệu cùng cấp, nó cung cấp giao tiếp nhiều đích (Broadcast và Multicast). -Giao tiếp Broadcast có nghĩa rằng một tram chủ tích cực gửi một tin không phản hồi tới tất cả các trạm (chủ và tớ). -Giao tiếp Multicast có nghĩa rằng một trạm chủ tích cực gửi một tin không phản hồi tới một nhóm các trạm đã được định trước (chủ và tớ).
36. Profibus - DÞch vô truyÒn sè liÖu - Mỗi Profile giao tiếp trong profibus sử dụng một tập hợp riêng biệt các dịch vụ của lớp 2. Các dịch vụ này được gọi bởi các lớp cao hơn thông qua các điểm truy nhập dịch vụ (SAPs). Trong FMS các điểm truy nhập dịch vụ được dùng để đánh địa chỉ cho các quan hệ giao tiếp logic. SDA-Send Data With Acknowledge SRD-Send Data Request Data With Reply SDN-Send Data With No Acknowledge CSRD- Cyclic Send And Request Data With Reply
37. Profibus - CÊu tróc bøc ®iÖn
38. Profibus - CÊu tróc bøc ®iÖn
39. Profibus - CÊu tróc bøc ®iÖn
40. Profibus - CÊu tróc bøc ®iÖn
41. Profibus - CÊu tróc bøc ®iÖn
42. Profibus - FMS MÆc dï PROFIBUS-FMS kh«ng ®−îc chuÈn hãa trong IEC 6158 vµ mét phÇn v× thÕ vai trß cña nã còng mê nh¹t dÇn trong c¸c ph¸t triÓn tiÕp theo, øng dông cña nã ®· cã mét vai trß nhÊt ®Þnh trong mét sè lÜnh vùc c«ng nghiÖp chÕ t¹o, l¾p r¸p. Sö dông PROFIBUS-FMS lµ bus hÖ thèng, c¸c m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn cã thÓ ®−îc ghÐp nèi theo cÊu h×nh nhiÒu chñ ®Ó giao tiÕp víi nhau vµ víi c¸c thiÕt bÞ tr−êng th«ng minh d−íi h×nh thøc göi c¸c th«ng b¸o. ë ®©y, ph¹m vi chøc n¨ng, dÞch vô cao cÊp lµ tÝnh n¨ng ®îc coi träng h¬n so víi thêi gian ph¶n øng cña hÖ thèng.
43. Profibus - FMS Líp øng dông cña PROFIBUS-FMS bao gåm hai líp con lµ FMS vµ LLI (Lower Layer Interface). Bëi c¸c líp tõ 3 ®Õn 6 kh«ng xuÊt hiÖn ë ®©y. líp LLI cã vai trß thÝch øng, chuyÓn dÞch c¸c dÞch vô gi÷a líp FMS vµ líp FDL líp 2. Giao diÖn gi÷a FMS víi c¸c qu¸ tr×nh øng dông ®−îc thùc hiÖn bëi líp ALI (Application Layer Interface).
44. Profibus - FMS Giao tiÕp h−íng ®èi t−îng - PROFIBUS-FMS cho phÐp thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng giao tiÕp h−íng ®èi t−îng theo c¬ chÕ Client/server. ë ®©y, ý nghÜa cña ph−¬ng thøc h−íng ®èi t−îng lµ quan ®iÓm thèng nhÊt trong giao tiÕp d÷ liÖu, kh«ng phô thuéc vµo c¸c ®Æc ®iÓm cña nhµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ hay cña lÜnh vùc øng dông cô thÓ. - C¸c phÇn tö cã thÓ truy nhËp ®−îc tõ mét tr¹m trong m¹ng, ®¹i diÖn cho c¸c ®èi t−îng thùc hay c¸c biÕn qu¸ tr×nh ®−îc gäi lµ c¸c ®èi t−îng giao tiÕp. C¸c thµnh viªn trong m¹ng giao tiÕp th«ng qua c¸c ®çi t−îng nµy.
45. Profibus - FMS - ViÖc truy nhËp c¸c ®èi t−îng cã thÓ thùc hiÖn theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. Ph−¬ng ph¸p hiÖu qu¶ nhÊt lµ sö dông chØ sç ®èi t−îng (object index), cßn gäi lµ ph−¬ng ph¸p ®Þnh ®Þa chØ logic. ChØ sè cã thÓ coi lµ c¨n c−íc cña mét ®èi t−îng néi trong mét thµnh viªn cña m¹ng, ®−îc biÓu diÔn b»ng mét sè thø tù 16 bÞt. Nhê vËy, c¸c khung th«ng b¸o sÏ cã chiÒu dµi ng¾n nh¾t so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c. - Mét kh¶ n¨ng thø hai lµ truy nhËp th«ng qua tªn h×nh thøc cña ®èi t−îng, hay cßn gäi lµ tag.
46. Profibus - FMS ThiÕt bÞ tr−êng ¶o (VFD) - ThiÕt bÞ tr−êng ¶o (virtual Field Device, VFD) lµ mét m« h×nh trõu t−îng, m« t¶ c¸c d÷ liÖu, cÊu tróc d÷ liÖu vµ ®Æc tÝnh cña mét thiÕt bÞ tù ®éng hãa d−íi gi¸c ®é cña mét ®èi t¸c giao tiÕp. -Mét ®èi t−îng VFD chøa tÊt c¶ c¸c ®èi t−îng giao tiÕp vµ danh môc m« t¶ c¸c ®åi t−îng mµ c¸c ®èi t¸c giao tiÕp cã thÓ truy nhËp qua c¸c dÞch vô. Mét ®èi t−îng VFD ®−îc s¾p xÕp t−¬ng øng víi ®óng mét qu¸ tr×nh øng dông. - Mét thiÕt bÞ thùc cã thÓ chøa nhiÒu ®èi t−îng VFD, trong ®ã ®Þa chØ cña mçi ®èi t−îng VFD ®−îc x¸c ®Þnh qua c¸c ®iÓm ®Çu cuèi giao tiÕp cña nã.
47. Profibus - FMS
48. Profibus - FMS §èi t−¬ng truyÒn th«ng §èi t−îng ®−îc m« t¶ th«ng qua c¸c thuéc tÝnh cña ®èi t−îng. - Nh÷ng ®èi t−îng truyÒn th«ng tÜnh ®−îc ®−a vµo danh môc ®èi t−îng tÜnh. Chóng ®−îc ®Þnh d¹ng mét lÇn vµ kh«ng bÞ thay ®æi trong khi vËn hµnh. FMS ghi nhËn c¸c kiÓu ®èi t−îng truyÒn th«ng tÜnh: * BiÕn ®¬n, * Ma trËn (d·y c¸c biÕn ®¬n cña cïng mét kiÓu) * B¶n ghi (d·y c¸c biÕn ®¬n cña c¸c kiÓu kh¸c nhau) * Vïng nhí (Domain):chØ vïng nhí cã liªn kÕt logic chøa ch−¬ng tr×nh hay d÷ liÖu. * Sù kiÖn (event) c¸c th«ng b¸o, c¶nh b¸o
49. Profibus - FMS - Nh÷ng ®èi t−îng truyÒn th«ng ®éng ®−îc ®−a vµo phÇn ®éng cña danh môc ®èi t−îng vµ cã thÓ bÞ thay ®æi khi vËn hµnh. * Danh s¸ch biÕn (Variable List). * Program invocation. - §Þnh ®Þa chØ logic lµ mét ph−¬ng ph¸p ®−îc −a dïng h¬n ®Ó ®¸nh ®Þa chØ cho c¸c ®èi t−îng. ViÖc truy cËp ®−îc thùc hiÖn bëi mét ®Þa chØ ng¾n (chØ sè) lµ mét sè kiÓu kh«ng dÊu hexa. Mçi ®èi t−îng chØ cã mét chØ sè. Mét môc chän ®−îc thªm vµo ®Ó ®Þnh ®Þa chØ cho c¸c ®èi t−îng b»ng tªn. - C¸c ®èi t−îng truyÒn th«ng cã thÓ ®−îc b¶o vÖ khái bÞ truy cËp bëi nh÷ng ®èi t−îng kh«ng cã quyÒn truy nhËp th«ng qua sù b¶o vÖ truy cËp, hay nh÷ng dÞch vô ®−îc cho phÐp ®Ó truy cËp mét ®èi t−îng (vÝ dô chØ ®−îc ®äc) bÞ h¹n chÕ.
50. Profibus - FMS Quan hÖ giao tiÕp - Ngo¹i trõ c¸c h×nh thøc göi ®ång lo¹t (broadcast vµ multicast). viÖc trao ®æi th«ng tin trong FMS lu«n ®−îc thùc hiÖn gi÷a hai ®åi t¸c truyÒn th«ng díi h×nh thøc cã nèi theo c¬ chÕ Client/server. Mét client ®−îc hiÓu lµ mét ch−¬ng tr×nh øng dông (nãi chÝnh x¸c h¬n lµ mét qu¸ tr×nh øng dông) göi yªu cÇu ®Ó truy nhËp c¸c ®èi t−îng. Cßn mét server chÝnh lµ mét ch−¬ng tr×nh cung cÊp c¸c dÞch vô truyÒn th«ng th«ng qua c¸c ®èi t−îng.
51. Profibus - FMS Quan hÖ giao tiÕp - Mèi quan hÖ giao tiÕp gi÷a mét client vµ mét server ®−îc gäi lµ mét kªnh logic. VÒ nguyªn t¾c, mét ch−¬ng tr×nh øng dông cã thÓ ®ãng c¶ hai vai trß lµ client vµ server. - Mçi thµnh viªn trong m¹ng cã thÓ ®ång thêi cã nhiÒu quan hÖ giao tiÕp víi cïng mét thµnh viªn kh¸c. hoÆc víi c¸c thµnh viªn kh¸c nhau. Mçi quan hÖ giao tiÕp ®−îc m« t¶ bëi mét sè c¸c th«ng sè trong mét comrnunication reference (CR), bao gåm ®Þa chØ tr¹m ®èi t¸c (remote addresss), ®iÓm truy nhËp dÞch vô (service access point, SAP), c¸c lo¹i dÞch vô ®−îc hç trî vµ chiÒu dµi c¸c bé nhí ®Öm.
52. Profibus - FMS C¸c dÞch vô cña FMS - C¸c dÞch vô FMS lµ mét tËp con cña c¸c dÞch vô MMS (Manufacturing Message Specification, ISO9506) ®−îc tèi −u ho¸ cho c¸c øng dông cña bus tr−êng vµ ®−îc më réng cho qu¶n lÝ ®èi t−îng truyÒn th«ng vµ qu¶n lÝ m¹ng. C¸c dÞch vô cã x¸c nhËn chØ cã thÓ ®−îc sö dông cho c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng cã kÕt nèi ®Þnh h−íng. C¸c dÞch vô kh«ng x¸c nhËn chØ ®−îc dïng trong c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng kh«ng kÕt nèi (truyÒn broadcast vµ multicast). Chóng cã thÓ ®−îc truyÒn víi møc −u tiªn cao hoÆc thÊp.
53. Profibus - FMS C¸c dÞch vô trong FMS ®−îc chia thµnh c¸c nhãm sau: -DÞch vô Variable Access ®−îc dïng cho truy cËp biÕn, b¶n ghi, ma trËn hay danh s¸ch biÕn. -DÞch vô Domain Management ®−îc dïng ®Ó truyÒn nh÷ng vïng nhí lín. D÷ liÖu ph¶i ®−îc ng−êi dïng chia thµnh c¸c phÇn nhá. -DÞch vô Program Invocation Management ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn theo ch−¬ng tr×nh. -DÞch vô Event Management ®−îc dïng ®Ó truyÒn th«ng tin c¶nh b¸o. Nh÷ng th«ng tin nµy ®−îc göi theo chÕ ®é broadcast hay multicast.
54. Profibus - FMS -DÞch vô VFD Support ®−îc dïng ®Ó x¸c minh vµ th¨m dß tr¹ng th¸i. Chóng cã thÓ ®−îc göi ®ång thêi khi yªu cÇu theo chÕ ®é truyÒn multicast hay broadcast. -DÞch vô OD Management ®−îc dïng ®Ó ®äc hay ghi khi truy cËp vµo danh môc ®èi t−îng. -DÞch vô Context Management phôc vô cho viÖc thiÕt lËp vµ kÕt thóc c¸c kÕt nèi logic.
55. Profibus - FMS LLI (Lower Layer Interface) - Liªn hÖ cña líp thø 7 víi líp thø 2 ®−îc thùc hiÖn bëi LLI. NhiÖm vô bao gåm ®iÒu khiÓn luång d÷ liÖu vµ gi¸m s¸t kÕt nèi. Ng−êi dïng giao tiÕp víi c¸c qu¸ tr×nh th«ng qua c¸c kªnh logic ®−îc gäi lµ c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng. LLI cung cÊp nhiÒu kiÓu mèi quan hÖ truyÒn th«ng ®Ó thùc hiÖn FMS vµ c¸c dÞch vô qu¶n lÝ. C¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng cã nh÷ng kh¶ n¨ng kÕt nèi kh¸c nhau (vÝ dô: quan s¸t, truyÒn dÉn, yªu cÇu ®èi víi ®èi t¸c truyÒn th«ng).
56. Profibus - FMS - C¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng cã kÕt nèi thÓ hiÖn kÕt nèi logic cïng cÊp (peer-to-peer) gi÷a hai qu¸ tr×nh øng dông. Tr−íc hÕt kÕt nèi ph¶i ®−îc thiÕt lËp bëi dÞch vô khëi ®Çu tr−íc khi cã thÓ sö dông cho truyÒn d÷ liÖu. Sau khi ®−îc thiÕt lËp thµnh c«ng, kÕt nèi ®−îc b¶o vÖ khái bÞ truy cËp bëi nh÷ng ®èi t¸c kh«ng cã quyÒn truy cËp vµ s½n sµng ®Ó truyÒn d÷ liÖu. Khi mét kÕt nèi kh«ng cßn cÇn n÷a th× nã ®−îc gi¶i phãng. LLI cho phÐp gi¸m s¸t kÕt nèi ®iÒu khiÓn theo thêi gian cho c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng cã kÕt nèi.
57. Profibus - FMS - C¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng kh«ng kÕt nèi cho phÐp mét thiÕt bÞ giao tiÕp ®ång thêi víi mét vµi tr¹m sö dông c¸c dÞch vô kh«ng x¸c nhËn. Trong c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng broadcast, mét dÞch vô kh«ng x¸c nhËn FMS ®−îc göi ®ång thêi tíi tÊt c¶ c¸c tr¹m kh¸c. Trong mèi quan hÖ truyÒn th«ng multicast, mét dÞch vô kh«ng x¸c nhËn FMS ®−îc göi ®ång thêi tíi mét nhãm tr¹m ®· ®Þnh tr−íc.TÊt c¶ c¸c mèi quan hÖ truyÒn th«ng cña mét thiÕt bÞ FMS ®−îc ®−a vµo mét CRL.
58. Profibus - FMS Qu¶n lÝ m¹ng - Ngoµi c¸c dÞch vô cña FMS ra, c¸c hµm qu¶n lÝ m¹ng (Fieldbus MAnagement Layer 7 = FMA7) còng cã s½n. C¸c hµm FMA7 lµ kh«ng b¾t buéc vµ tuú theo sù cÊu h×nh ho¸ trung t©m. Chóng cã thÓ ®−îc khëi ®Çu riªng hay tõ xa. - Qu¶n lÝ theo ng÷ c¶nh ®−îc dïng ®Ó thiÕt lËp hay ng¾t c¸c kÕt nèi FMA7. - Qu¶n lÝ cÊu h×nh ho¸ ®−îc dïng ®Ó truy cËp c¸c CRL, biÕn, c¸c bé ®Õm sè vµ c¸c tham sè cña líp1/2. Nã còng ®−îc dïng cho sù x¸c minh vµ ®¨ng kÝ cña c¸c tr¹m trªn bus
59. Profibus - FMS - Qu¶n lÝ lçi ®−îc dïng ®Ó biÓu diÔn lçi/sù kiÖn vµ reset c¸c thiÕt bÞ. Nguyªn t¾c truy cËp cña c¸c thiÕt bÞ cÊu h×nh ho¸ ®¹t ®−îc b»ng sù x¸c ®Þnh cña qu¶n lÝ nèi mÆc ®Þnh. Mét kÕt nèi qu¶n lÝ mÆc ®Þnh ph¶i ®−îc ®−a vµo víi CREF=1 trong CRL ®èi víi mäi thiÕt bÞ cã hç trî dÞch vô FMA7 nh− mét bé ®¸p øng.
60. Profibus - DP PROFIBUS DP ®−îc thiÕt kÕ hiÖu qu¶ cho viÖc trao ®æi d÷ liÖu ëcÊp tr−êng. Nh÷ng thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn trung t©m, nh− PLC/PC hay c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh, giao tiÕp th«ng qua mét chuçi kÕt nèi víi c¸c thiÕt bÞ cÊp tr−êng ph©n t¸n nh− thiÕt bÞ vµo ra, thiÕt bÞ truyÒn dÉn vµ c¸c van, còng nh− c¸c bé biÕn n¨ng ®o l−êng. D÷ liÖu trao ®æi víi c¸c thiÕt bÞ ph©n t¸n chñ yÕu lµ tuÇn hoµn. C¸c chøc n¨ng truyÒn th«ng ®ßi hái ë ®©y ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c chøc n¨ng DP c¬ b¶n phï hîp víi EN50-170. Ngoµi c¸c chøc n¨ng c¬ b¶n, DP còng ®−a ra c¸c dÞch vô truyÒn th«ng kh«ng tuÇn hoµn më réng ®Ó phôc vô cho viÖc tham sè ho¸, vËn hµnh, theo dâi vµ c¶nh b¸o cña c¸c thiÕt bÞ tr−êng th«ng minh.
61. Profibus - DP - DP cho phÐp hÖ thèng mét tr¹m chñ hay nhiÒu tr¹m chñ. Nã cho ®é mÒm dÎo cao trong suèt cÊu tróc hÖ thèng. Sè tr¹m cùc ®¹i (c¶ tr¹m chñ vµ tr¹m tí) nèi trong mçi bus lµ 126. X¸c lËp cÊu h×nh hÖ thèng x¸c ®Þnh sè tr¹m, ®¸nh ®Þa chØ cho mçi tr¹m cho c¸c ®Þa chØ I/O, tÝnh nhÊt qu¸n cña d÷ liÖu I/O, ®Þnh d¹ng b¶n tin chuÈn ®o¸n lçi vµ tham sè bus sö dông. - Trong cÊu h×nh nhiÒu tr¹m chñ c¸c tr¹m chñ ®Õu cã thÓ ®äc d÷ liÖu ¶nh ®Çu I/O tõ tr¹m tí nh−ng chØ cã 1 tr¹m cã quyÒn ghi d÷ liÖu ®Çu ra.
62. Profibus - DP - Cã 3 lo¹i thiÕt bÞ kh¸c nhau: * DP master class 1 (DPM1) §©y lµ mét bé ®iÒu khiÓn trung t©m trao ®æi th«ng tin tuÇn hoµn víi c¸c tr¹m tí theo mét chu tr×nh th«ng tin ®· ®Þnh tr−íc. ThiÕt bÞ lo¹i nµy ®iÓn h×nh lµ c¸c PLC hay PC. * DP master class 2 (DPM2) ThiÕt bÞ lo¹i nµy lµ c¸c m¸y lËp tr×nh, c«ng cô cÊu h×nh vµ thiÕt bÞ vËn hµnh. Ngoµi c¸c dÞch vô cña DPM1, c¸c thiÕt bÞ nµy cßn cung cÊp c¸c hµm ®Æc biÖt phôc vô cho viÖc ®Æt cÊu h×nh hÖ thèng, chuÈn ®o¸n tr¹ng th¸i, truyÒn n¹p ch−¬ng tr×nh
63. Profibus - DP * DP slave: Mét DP slave lµ mét thiÕt bÞ tr−êng ( thiÕt bÞ vµo/ra, kÝch thÝch, van, bé biÕn ®æi ®o l−êng ) thu thËp th«ng tin ë ®Çu vµo vµ göi th«ng tin ra ®Çu ra tíi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi. Còng cã nh÷ng thiÕt bÞ chØ cung cÊp th«ng tin ®Çu vµo hoÆc ®Çu ra. L−îng th«ng tin ®Çu vµo vµ ®Çu ra phô thuéc vµo kiÓu thiÕt bÞ. C¶ th«ng tin ®Çu vµo vµ th«ng tin ®Çu ra cùc ®¹i cho phÐp ®Òu lµ 246 bytes
64. Profibus - DP
65. Profibus - DP §Æc tÝnh vËn hµnh cña hÖ thèng: - ChuÈn DP bao gåm c¶ viÖc m« t¶ chi tiÕt hµnh vi cña hÖ thèng ®Ó ®¶m b¶o tÝnh t−¬ng thÝch vµ kh¶ n¨ng thay thÕ lÉn nhau cña c¸c thiÕt bÞ. Hµnh vi cña hÖ thèng ®−îc x¸c ®Þnh tr−íc hÕt qua tr¹ng th¸i vËn hµnh cña c¸c thiÕt bÞ DPM1.
66. Profibus - DP -DPM1 cã thÓ®−îc ®iÒu khiÓn côc bé hay qua bus bëi thiÕt bÞ cÊu h×nh. Cã 3 tr¹ng th¸i chÝnh: *Stop: Trong tr¹ng th¸i nµy, kh«ng cã sù truyÒn d÷ liÖu gi÷a DPM1 vµ c¸c tr¹m tí. ChØ cã thÓ chuÈn ®o¸n vµ tham sè ho¸. *Clear: Trong tr¹ng th¸i nµy, DPM1 ®äc th«ng tin ®Çu vµo cña c¸c tr¹m tí vµ gi÷ c¸c ®Çu ra ë gi¸ trÞ an toµn. *Operate: Trong tr¹ng th¸i nµy, DPM1 ë chÕ ®é trao ®æi d÷ liÖu ®Çu vµo vµ ®Çu ra tuÇn hoµn víi c¸c tr¹m tí. Th«ng tin ®Çu vµo cña c¸c tr¹m tí ®−îc ®äc vµ th«ng tin ®Çu ra ®−îc ghi cho c¸c tr¹m tí.
67. Profibus - DP - DPM1 göi mét c¸ch tuÇn hoµn th«ng tin vÒ t×nh tr¹ng cña nã tíi tÊt c¶ c¸c tr¹m tí ®· chØ ®Þnh cho nã cã sö dông lÖnh göi ®ång lo¹t vµo c¸c kho¶ng thêi gian ®Æt tr−íc. - Ph¶n øng cña hÖ thèng ®èi víi mét lçi trong khi DPM1 ë chÕ ®é trao ®æi d÷ liÖu ®−îc x¸c ®Þnh b»ng tham sè cÊu h×nh auto- clear. NÕu tham sè nµy ®−îc ®Æt lµ TRUE th× DPM1 sÏ kho¸ ®Çu ra cña tÊt c¶ c¸c tr¹m tí ®−îc chØ ®Þnh tíi tr¹ng th¸i an toµn ngay khi mét tr¹m tí kh«ng s½n sµng cho viÖc truyÒn d÷ liÖu sö dông. Sau ®ã DPM1 chuyÓn sang tr¹ng th¸i Clear. NÕu tham sè nµy lµ FALSE th× DPM1 gi÷ nguyªn ë tr¹ng th¸i Operate ngay c¶ khi cã lçi x¶y ra vµ ng−êi dïng cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc ph¶n øng cña hÖ thèng.
68. Profibus - DP Trao ®æi d÷ liÖu tuÇn hoµn - Trao ®æi d÷ liÖu gi÷a tr¹m chñ vµ c¸c tr¹m tí g¸n cho nã ®−îc thùc hiÖn tù ®éng theo mét tr×nh tù qui ®inh s½n. Khi ®Æt cÊu h×nh hÖ thèng bus, ng−êi sö dông ®Þnh nghÜa c¸c tr¹m tí cho mét thiÕt bÞ DPM1, qui ®Þnh c¸c tr¹m tí tham gia vµ c¸c tr¹m tí kh«ng tham gia trao ®æi d÷ liÖu tuÇn hoµn.
69. Profibus - DP -Tr−íc khi thùc hiÖn trao ®æi d÷ liÖu tuÇn hoµn, tr¹m chñ chuyÓn th«ng tin cÊu h×nh vµ c¸c tham sè ®· ®−îc ®Æt xuèng c¸c tr¹m tí. Mçi tr¹m tí sÏ kiÓm tra c¸c th«ng tin vÒ kiÓu thiÕt bÞ, khu«n d¹ng vµ chiÒu dµi d÷ liÖu, sè l−îng c¸c ®Çu vµo/ra. ChØ khi th«ng tin cÊu h×nh ®óng víi cÊu h×nh thùc cña thiÕt bÞ vµ c¸c tham sè hîp lÖ th× nã míi b¾t ®Çu thùc hiÖn trao ®æi d÷ liÖu tuÇn hoµn víi tr¹m chñ.
70. Profibus - DP - Trong mçi chu kú, tr¹m chñ ®äc c¸c th«ng tin ®Çu vµo lÇn l−ît tõ c¸c tr¹m tí lªn bé nhí ®Öm còng nh− ®−a c¸c th«ng tin ®Çu ra tõ bé nhí ®Öm xuèng lÇn l−ît c¸c tr¹m tí theo mét tr×nh tù qui ®Þnh s½n trong danh s¸ch (polling list). Mçi tr¹m tí cho phÐp truyÒn tèi ®a 246 Byte d÷ liÖu ®Çu vµo vµ 246 Byte d÷ liÖu ®Çu ra. - Víi mçi tr¹m tí, tr¹m chñ göi mét khung yªu cÇu vµ chê ®îi mét khung ®¸p øng (bøc ®iÖn tr¶ lêi hoÆc x¸c nhËn). Thêi gian tr¹m chñ cÇn ®Ó xö lý mét l−ît danh s¸ch hái tuÇn tù chÝnh lµ chu kú bus.
71. Profibus - DP
72. Profibus - DP
73. Profibus - DP
74. Profibus - DP §ång bé ho¸ d÷ liÖu vµo ra: - Trong truyÒn d÷ liÖu sö dông do tr¹m chñ thùc hiÖn tù ®éng, tr¹m chñ cã thÓ göi lÖnh ®iÒu khiÓn tíi mét tr¹m tí ®¬n lÎ, mét nhãm tr¹m tí hay tíi tÊt c¶ c¸c tr¹m tí mét c¸ch ®ång thêi. Nh÷ng lÖnh ®iÒu khiÓn nµy ®−îc truyÒn nh− mét lÖnh göi ®ång lo¹t. Chóng cho phÐp sö dông chÕ ®é Sync vµ Freeze cho viÖc ®ång bé ho¸ ®iÒu khiÓn theo sù kiÖn cña c¸c tr¹m tí.
75. Profibus - DP - §Çu ra cña tÊt c¶ c¸c tr¹m tí ®· ®¸nh ®Þa chØ ®−îc gi÷ nguyªn ë tr¹ng th¸i hiÖn t¹i. Trong suèt qu¸ tr×nh truyÒn d÷ liÖu tiÕp theo, d÷ liÖu ®Çu ra ®−îc l−u tr÷ t¹i c¸c tr¹m tí, nh−ng c¸c tr¹ng th¸i ®Çu ra ®−îc gi÷ kh«ng ®æi. D÷ liÖu ®Çu ra ®−îc l−u tr÷ sÏ kh«ng ®−îc göi tíi c¸c ®Çu ra cho tíi khi nhËn ®−îc mét lÖnh Sync tiÕp theo. ChÕ ®é Sync kÕt thóc b»ng mét lÖnh Unsync. -T−¬ng tù, mét lÖnh ®iÒu khiÓn Freeze sÏ chuyÓn c¸c tr¹m tí sang chÕ ®é Freeze. Trong chÕ ®é nµy, tr¹ng th¸i cña c¸c ®Çu vµo ®−îc gi÷ nguyªn t¹i gi¸ trÞ hiÖn t¹i. D÷ liÖu ®Çu vµo kh«ng ®−îc cËp nhËt cho ®Õn khi tr¹m chñ göi mét lÖnh Freeze tiÕp theo. ChÕ ®é Freeze kÕt thóc b»ng mét lÖnh Unfreeze.
76. Profibus - DP ChuÈn ®o¸n hÖ thèng: - Chøc n¨ng chuÈn ®o¸n lçi cña DP cho phÐp ®Þnh vÞ lçi nhanh. Th«ng tin chuÈn ®o¸n lçi ®−îc truyÒn qua bus vµ ®−îc tËp trung t¹i tr¹m chñ. Th«ng tin nµy ®−îc chia lµm 3 cÊp: 1. Møc tr¹m: Th«ng tin nµy cã liªn quan ®Õn t×nh tr¹ng vËn hµnh chung cña tr¹m, vÝ dô nh−: qu¸ nhiÖt ®é, ®iÖn ¸p thÊp 2. ChuÈn ®o¸n module: Th«ng tin nµy thÓ hiÖn r»ng trong mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh cña ®Çu vµo/ra vÝ dô nh− module ®Çu ra 8bit cña mét tr¹m, chuÈn ®o¸n lµ ch−a x¸c ®Þnh. 3. ChuÈn ®o¸n kªnh: Trong tr−êng hîp nµy, nguyªn nh©n lçi ®−îc x¸c ®Þnh trong mèi liªn hÖ víi tõng bit vµo/ra riªng biÖt (kªnh) vÝ dô nh− ng¾n m¹ch ®Çu ra 7.
77. Profibus - DP C¸c chøc n¨ng sau ®©y cã s½n khi truyÒn d÷ liÖu kh«ng tuÇn hoµn gi÷a hÖ thèng ®iÒu khiÓn trung t©m (DPM1) vµ c¸c tr¹m tí: MSAC1_Read: Tr¹m chñ ®äc mét khèi d÷ liÖu tõ tr¹m tí. MSAC1_Write: Tr¹m chñ ghi mét khèi d÷ liÖu tíi tr¹m tí. MSAC1_Alarm: Th«ng tin c¶nh b¸o truyÒn tõ tr¹m tí tíi tr¹m chñ. Cã b¶n tin b¸o nhËn cña tr¹m chñ. ChØ sau khi th«ng tin b¸o nhËn sù c¶nh b¸o ®· ®−îc nhËn th× tr¹m tí míi cã thÓ göi mét th«ng tin c¶nh b¸o míi. §iÒu ®ã cã nghÜa r»ng th«ng tin c¶nh b¸o kh«ng bao giê bÞ ghi ®Ì.
78. Profibus - DP MSAC1 nhËn th«ng tin c¶nh b¸o: Tr¹m chñ nhËn göi mét th«ng tin cho tr¹m tí víi th«ng b¸o ®· nhËn ®−îc th«ng tin c¶nh b¸o. Tr¹ng th¸i MSAC1: Th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i ®−îc göi tõ tr¹m tí tíi tr¹m chñ. Vµ th«ng tin nµy kh«ng ®−îc b¸o nhËn. Do vËy th«ng tin vÒ tr¹ng th¸i cã thÓ bÞ ghi ®Ì.
79. Profibus - DP C¸c chøc n¨ng sau ®©y cã s½n ®Ó truyÒn d÷ liÖu kh«ng tuÇn hoµn gi÷a nh÷ng c«ng cô lËp tr×nh vµ vËn hµnh (DPM2) vµ c¸c tr¹m tí: MSAC2_khëi ®Çu vµ MSAC2_KÕt thuc: ThiÕt lËp vµ kÕt thóc cña c¸c nèi cho viÖc truyÒn d÷ liÖu kh«ng tuÇn hoµn gi÷a DPM2 vµ tr¹m tí. MSAC2_®äc: Tr¹m chñ ®äc mét khèi d÷ liÖu tõ tr¹m tí. MSAC2_ghi: Tr¹m chñ ghi mét khèi d÷ liÖu tíi tr¹m tí. MSAC2_vËn chuyÓn d÷ liÖu: Víi dÞch vô nµy, tr¹m chñ cã thÓ ghi d÷ liÖu mét c¸ch kh«ng tuÇn hoµn tíi c¸o tr¹m tí vµ nÕu yªu cÇu th× còng cã thÓ ®äc d÷ liÖu tõ tr¹m tí trong cïng mét chu tr×nh dÞch vô.
80. Profibus - DP Giao tiÕp trùc tiÕp gi÷a c¸c tr¹m tí Trao ®æi d÷ liÖu gi÷a c¸c tr¹m tí lµ mét yªu cÇu thiÕt thùc ®èi víi cÊu tróc ®iÒu khiÓn ph©n t¸n thùc sù sö dông c¸c thiÕt bÞ tr−êng th«ng minh. Nh− ta ®· biÕt, c¬ chÕ giao tiÕp chñ-tí thuÇn tóy lµm gi¶m hiÖu suÊt trao ®æi d÷ liÖu cho trêng hîp nµy. ChÝnh v× thÕ, phiªn b¶n DP-V2 ®· bæ sung mét c¬ chÕ trao ®æi d÷ liÖu trùc tiÕp theo kiÓu chµo hµng ®Æt hµng gi÷a c¸c tr¹m tí.
81. Profibus - DP Mét tr¹m tí (vÝ dô mét c¶m biÕn) cã thÓ ®ãng vai trß lµ "nhµ xuÊt b¶n" hay "nhµ cung cÊp" d÷ liÖu. Khèi d÷ liÖu sÏ ®−îc göi ®ång lo¹t tíi t¾t c¶ c¸c tr¹m tí (vÝ dô mét van ®iÒu khiÓn, mét biÕn tÇn) ®· ®¨ng ký víi vai trß "ng−êi ®Æt hµng" mµ kh«ng c¾n ®i qua tr¹m chñ. Víi c¬ chÕ nµy, kh«ng nh÷ng hiÖu suÊt sö dông ®−êng truyÒn ®−îc n©ng cao, mµ tÝnh n¨ng ®¸p øng cña hÖ thèng cßn ®−îc c¶i thiÖn râ rÖt.
82. Profibus - DP
83. Profibus - DP ChÕ ®é ®¼ng thêi §èi víi mét sè øng dông nh− ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn, ®iÒu khiÓn chuyÓn ®éng, c¬ chÕ giao tiÕp theo kiÓu hái tuÇn tù hoÆc giao tiÕp trùc tiÕp tí-tí ch−a thÓ ®¸p øng ®−îc ®ßi hái cao vÒ tÝnh n¨ng thêi gian thùc. V× vËy, phiªn b¶n DP-V2 bæ sung chÕ ®é ®¼ng thêi (isochronous mode), cho phÐp thùc hiÖn giao tiÕp theo c¬ chÕ chñ/tí kÕt hîp víi TDMA.
84. Profibus - DP Nhê mét th«ng b¸o ®iÒu khiÓn toµn côc göi ®ång lo¹t, toµn bé c¸c tr¹m trong m¹ng ®−îc ®ång bé hãa thêi gian víi ®é chÝnh x¸c tíi micro-gi©y. ViÖc giaotiÕp ®−îc thùc hiÖn theo mét lÞch tr×nh ®Æt tr−íc, kh«ng phô thuéc vµo t¶i tøc thêi trªn bus. C¬ chÕ nµy cho phÐp phèi hîp ho¹t ®éng mét c¸ch chÆt chÏ vµ nhÞp nhµng gi÷a c¸c tr¹m trªn bus.
85. Profibus - PA - PROFIBUS PA thùc chÊt ®−îc x©y dùng trªn m« h×nh giao thøc PROFIBUS DP víi chuÈn truyÒn dÉn IEC 1158-2(MBP). vµ mét sè c¸c th«ng sè- ®Æc tÝnh cho c¸c thiÕt bÞ tr−êng. - ¦u ®iÓm cña nã lµ cho phÐp c¸c thiÕt bÞ cña nh÷ng nhµ s¶n xuÊt kh¸c nhau cã thÓ t−¬ng t¸c víi nhau hoÆc thay thÕ lÉn nhau. - Nh÷ng ®Æc tÝnh h÷u dông cña PROFIBUS PA khiÕn giao thøc nµy cã thÓ thay thÕ ph−¬ng thøc truyÒn tÝn hiÖu víi 4 20 mA hoÆc HART.
86. Profibus - PA - XÐt vÒ mÆt ®Æc tÝnh ho¹t ®éng-chøc n¨ng, PROFIBUS PA dùa trªn m« h×nh khèi hµm chøc n¨ng( Function Block Model). - PROFIBUS PA cho phÐp kÕt nèi c¸c hÖ thèng thiÕt bÞ tr−êng b»ng c¸p ®«i d©y xo¾n ®¬n gi¶n, víi tèc ®é truyÒn cè ®Þnh 31,5kbps. - Khi sö dông giao thøc nµy, ta cã thÓ b¶o d−ìng, thay thÕ mét sè thiÕt bÞ nÕu cÇn thiÕt trong khi ®ang vËn hµnh. §Æc biÖt, nã cßn rÊt h÷u Ých khi sö dông ë nh÷ng khu vùc nguy hiÓm, dÔ ch¸y næ víi ph−¬ng thøc b¶o vÖ kiÓu "an toµn riªng" (EEX ia/ib) hoÆc kiÓu "®ãng kÝn" (EEXd).
87. Profibus - PA
88. Profibus - PA
89. Profibus - PA Giao diÖn Bus an toµn riªng: -Tr−êng thiÕt bÞ trong nh÷ng vïng nguy hiÓm ®−îc kÕt nèi víi c«ng nghÖ truyÒn dÉn sö dông chuÈn 1158-2. ChuÈn nµy cho phÐp truyÒn dÉn th«ng tin còng nh− n¨ng l−îng gi÷a c¸c tr−êng thiÕt bÞ chØ víi 2 d©y dÉn. - Kh¸c víi nh÷ng ph−¬ng thøc truyÒn dÉn quen thuéc tr−íc ®©y, PROFIBUS PA chØ cÇn dïng mét ®−êng d©y truyÒn dÉn tÝn hiÖu tõ nh÷ng ®iÓm ®o ®¹c tíi bé I/O cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn. Víi mét nguån c«ng suÊt (nguån chèng næ - nÕu cÇn, ë nh÷ng khu vùc nguy hiÓm), tÝn hiÖu sÏ ®−îc truyÒn kh¾p m¹ng PROFIBUS tíi nh÷ng n¬i yªu cÇu.
90. Profibus - PA - Tuú vµo møc ®é ch¸y næ cña khu vùc vµ sù tiªu tèn n¨ng l−îng cña thiÕt bÞ, cã tõ 9 tíi 32 bé truyÒn tÝn hiÖu ®o ®¹c ®−îc kÕt nèi trong m¹ng truyÒn th«ng.
91. Profibus - PA C¸c yªu cÇu cô thÓ cho BUS an toµn riªng: - Mét ®o¹n m¹ng chØ cã mét nguån nu«i tÝch cùc. - Mçi mét tr¹m tiªu thô dßng cè ®Þnh(>=10mA) ë tr¹ng th¸i x¸c lËp. - Mçi mét tr¹m ®−îc coi lµ t¶i tiªu thô dßng thô ®éng(bá qua thµnh phÇn dung, c¶m kh¸ng). - Mét tr¹m khi ph¸t tÝn hiÖu 0 ®−îc n¹p thªm nguån.
92. Profibus - PA - C¸c gi¸ trÞ ®o, biÕn tr¹ng th¸i vµ biÕn ®iÒu khiÓn cña giao thøc PROFIBUS PA ®−îc truyÒn dÉn tuÇn hoµn víi quyÒn −u tiªn cao tíi DP Master (DPM1) th«ng qua c¸c bé DP c¬ së. §iÒu nµy ®¶m b¶o c¸c gi¸ trÞ ®o còng nh− c¸c biÕn tr¹ng th¸i lu«n lu«n ®−îc cËp nhËt vµ lu©n chuyÓn kÞp thêi ®Õn DP Master. - MÆt kh¸c, c¸c th«ng sè thiÕt bÞ kh«ng tuÇn hoµn nh− th«ng tin b¶o d−ìng- chuÈn ®o¸n, chÕ ®é vËn hµnh ®−îc trao ®æi tuÇn hoµn tíi c«ng cô ph¸t triÓn - engineering tool (DPM2) th«ng qua c¸c hµm DP më réng kÕt nèi víi quyÒn −u tiªn thÊp.
93. Profibus - PA C¸c thiÕt bÞ tr−êng PA tuú theo c¸c ®Æc tÝnh (profile) cã thÓ chia thµnh 2 nhãm : – §Æc tÝnh nhãm A (Profile class A) : quy ®Þnh ®Æc tÝnh vµ chøc n¨ng cho c¸c thiÕt bÞ ®¬n gi¶n nh− : bé c¶m biÕn ¸p suÊt, nhiÖt ®é c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng. Ta còng cã thÓ truy nhËp c¸c th«ng sè hÖ thèng nh− tèc ®é, thêi gian trÔ, ng−ìng c¶nh b¸o vµo m¹ng th«ng tin. – §Æc tÝnh nhãm B (Profile Class B): quy ®Þnh chøc n¨ng, ®Æc tÝnh cho c¸c thiÕt bÞ phøc hîp, cßn gäi lµ c¸c thiÕt bÞ th«ng minh. C¸c chøc n¨ng nµy cña giao thøc cho phÐp g¸n ®Þa chØ tù ®éng, ®ång bé ho¸ thêi gian , ph©n t¸n d÷ liÖu tíi c¸c bé I/O ph©n t¸n, m« t¶ thiÕt bÞ qua ng«n ng÷ DDL (Device Discription Language) còng nh− lËp lÞch khèi hµm (Function Block).
94. Profibus - PA
95. Profibus - PA Giao thøc PROFIBUS PA cho phÐp t−¬ng t¸c, thay thÕ lÉn nhau gi÷a c¸c thiÕt bÞ cña nh÷ng nhµ s¶n xuÊt kh¸c nhau. Nã sö dông m« h×nh khèi hµm ®Ó m« t¶ chøc n¨ng tham sè thiÕt bÞ. Mçi khèi hµm m« t¶ mét chøc n¨ng sö dông, ch¼ng h¹n vµo hoÆc ra t−¬ng tù. Trªn thùc tÕ, hai khèi hµm - tuú theo chøc n¨ng cô thÓ, cã thÓ mét khèi hµm vËt lý vµ mét khèi chuyÓn ®æi, ®−îc kÕt nèi víi nhau th«ng qua mèi liªn kÕt truyÒn th«ng cña hÖ t¹o thµnh ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.
96. Profibus - PA Th−êng cã nh÷ng lo¹i khèi hµm sau ®©y : - Khèi hµm vËt lý (Physical Block) : chøa nh÷ng th«ng tin chung vÒ thiÕt bÞ nh− tªn, nhµ s¶n xuÊt, chñng lo¹i, m· sè. - Khèi hµm chuyÓn ®æi (Transducer Block) chøa nh÷ng th«ng sè kÕt nèi gi÷a c¸c thiÕt bÞ - Khèi ®Çu vµo t−¬ng tù (Analog Input) : cung cÊp gi¸ trÞ ®o ®−îc bëi c¶m biÕn nh− c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i, nhiÖt ®é, ¸p suÊt. -Khèi ®Çu ra t−¬ng tù (AO) : cung cÊp c¸c gi¸ trÞ t−¬ng tù ë ®Çu ra hÖ thèng ®iÒu khiÓn.
97. Profibus - PA - Khèi ®Çu vµo sè (Digital Input) : chøa gi¸ trÞ ®Çu vµo ë d¹ng sè - Khèi ®Çu ra sè (DO) : ®−a ra th«ng sè ®Çu ra cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn ë d¹ng sè. Trong m¹ng truyÒn th«ng, nhiÒu khèi hµm ®−îc c¸c nhµ s¶n xuÊt tÝch hîp víi nhau th«ng qua thiÕt bÞ tr−êng, do ®ã ta cã thÓ truy nhËp vµo hÖ thèng lÊy ra c¸c th«ng sè, kÕt nèi c¸c khèi hµm t¹o nªn tr×nh øng dông giao thøc PROFIBUS PA.
98. ThiÕt bÞ Profibus C¸c thiÕt bÞ PROFIBUS cã nh÷ng ®Æc ®iÓm cÊu tróc kh¸c nhau. Sù kh¸c nhau vÒ cÊu tróc gi÷a chóng tuú thuéc vµo chøc n¨ng cña tõng thiÕt bÞ (vÝ dô nh− thiÕt bÞ truyÒn tÝn hiÖu ®Çu vµo/®Çu ra, c¸c bé chÈn ®o¸n) vµ phô thuéc vµo c¸c tham sè ®−êng truyÒn nh− tèc ®é truyÒn d÷ liÖu, c¸c gi¸ trÞ thêi gian gi¸m s¸t. Nh÷ng tham sè nµy thay ®æi tuú theo tõng lo¹i thiÕt bÞ vµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn. §Ó m¹ng truyÒn th«ng víi giao thøc PROFIBUS cã cÊu tróc ®¬n gi¶n, c¸c thiÕt bÞ th−êng sö dông GSD files.
99. ThiÕt bÞ Profibus - TÊt c¶ c¸c nhµ s¶n xuÊt ®Òu ph¶i cung cÊp file GSD trong c¸c thiÕt bÞ PROFIBUS cña m×nh. - GSD files ®−îc øng dông réng r·i, tõ hÖ thèng truyÒn tin më ®Õn c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn vËn hµnh. GSD files ®−îc dïng trªn mäi cÊu h×nh tõ lo¹i ®¬n gi¶n nhÊt ®Õn lo¹i phøc t¹p nhÊt. §iÒu nµy cã nghÜa lµ tÝch hîp gi÷a c¸c thiÕt bÞ thuéc nh÷ng nhµ s¶n xuÊt kh¸c nhau trong m¹ng PROFIBUS kh«ng lµ vÊn ®Ò khã kh¨n.
100. ThiÕt bÞ Profibus - GSD files chøa nh÷ng ®Æc ®iÓm ®Æc tr−ng c¬ b¶n gièng nhau gi÷a c¸c thiÕt bÞ PROFIBUS, ®ã chÝnh lµ lý do v× sao GSD files t−¬ng thÝch ®−îc víi nhiÒu lo¹i thiÕt bÞ. Th«ng qua nh÷ng file nµy, kü s− dù ¸n kh«ng ph¶i n¾m b¾t c¸c th«ng sè kü thuËt theo c¸ch ®o ®¹c b»ng tay th«ng th−êng nh− tr−íc n÷a. Thêi gian ®−îc tiÕt kiÖm ®¸ng kÓ vµ trong suèt qu¸ tr×nh, hÖ thèng ®iÒu khiÓn sÏ tù ®éng kiÓm tra (check) c¸c sai sè ®Çu vµo, sai sè truyÒn d÷ liÖu vµ nhiÒu lo¹i sai sè kh¸c.
101. ThiÕt bÞ Profibus - Nh×n chung mét file GSD bao gåm ba khu vùc (sections) sau: * Khu vùc chøa th«ng tin chung: nh÷ng th«ng tin chung ch¼ng h¹n nh− tªn thiÕt bÞ, m· ®¨ng ký phÇn mÒm, phÇn cøng, tèc ®é truyÒn d÷ liÖu cña ®−êng truyÒn, thêi gian gi¸m s¸t. * Khu vùc liªn kÕt víi tr¹m chñ (Master - related): chøa nh÷ng tham sè liªn kÕt víi tr¹m chñ, vÝ dô sè l−îng lín nhÊt c¸c slave cã thÓ kÕt nèi Khu vùc nµy kh«ng cã trong c¸c thiÕt bÞ slave. * Khu vùc liªn kÕt víi tr¹m tí (Slave - related): khu vùc nµy chøa nh÷ng th«ng tin liªn quan ®Õn tr¹m slave nh− sè l−îng vµ chñng lo¹i ®Çu vµo/ ®Çu ra, c¸c th«ng tin chÈn ®o¸n vÒ c¸c module thiÕt bÞ.
102. ThiÕt bÞ Profibus - C¸c tham sè cña tõng khu vùc riªng biÖt ®−îc t¸ch biÖt ra bëi c¸c tõ kho¸ - key words. Tõ kho¸ A chØ nh÷ng tham sè uû nhiÖm (vÝ dô tªn h·ng s¶n xuÊt), tham sè lùa chän (options) nh− m· sè ®ång bé. Sù kh¸c biÖt tõng nhãm tham sè cho phÐp ta lùa chän options ®−îc hiÖu qu¶. Ngoµi ra, c¸c file bit map víi nh÷ng biÓu t−îng cña thiÕt bÞ cã thÓ ®−îc tÝch hîp. Dung l−îng th«ng tin c¸c file GSD cã thÓ chøa rÊt lín. Nã chøa th«ng sè vÒ tèc ®é truyÒn d÷ liÖu còng nh− c¶ kh«ng gian m« t¶ c¸c module h÷u Ých trong c¸c module thiÕt bÞ. Nã cßn chøa c¶ c¸c th«ng tin chÈn ®o¸n.
103. ThiÕt bÞ Profibus
104. ThiÕt bÞ Profibus
105. ThiÕt bÞ Profibus Ph−¬ng thøc lµm viÖc cña bé slave ®¬n gi¶n §èi víi c¸c thiÕt bÞ ®Çu vµo/ ®Çu ra ®¬n gi¶n, gi¶i ph¸p PROFIBUS víi AICs ®¬n chÝp lµ mét gi¶i ph¸p thùc tÕ. TÊt c¶ c¸c chøc n¨ng giao thøc ®· ®−îc tÝch hîp s½n trong ASICs. V× vËy kh«ng cÇn bé vi xö lý hoÆc phÇn mÒm mµ chØ cÇn m¹ch giao diÖn truyÒn tin, tinh thÓ th¹ch anh vµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt ®ãng vai trß nh− c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi. ThÝ dô bé slave ®iÓn h×nh bao gåm SPM2 ASIC cña Siemens, chip IX1 cña M2C vµ CHIP vpcls-asic cña profichip.
106. ThiÕt bÞ Profibus Ph−¬ng thøc lµm viÖc cña bé slave th«ng minh - §èi víi bé slave th«ng minh, bé phËn thêi gian tíi h¹n cña nã sÏ lµm viÖc trªn chip giao thøc, c¸c phÇn cßn l¹i lµm viÖc nh− phÇn mÒm trong bé vi ®iÒu khiÓn. - Chip DDC31 cña h·ng Siemens lµ sù kÕt hîp cña chip giao thøc vµ bé vi ®iÒu khiÓn. Cßn nh÷ng chip c¬ së kh¸c, vÝ dô nh− ASICs SPC3 (Siemens), VPC3+ (PROFICHIP) hay IX1 (M2C) th× ®· ®−îc chÕ s½n, chØ cÇn l¾p r¸p. Nh÷ng con chip ASIC cung cÊp giao diÖn dïng chung víi c¸c bé vi ®iÒu khiÓn. Ngoµi ra, ë bé slave th«ng minh ta cßn cã thÓ dïng c¸c bé vi xö lý víi lâi ®· ®−îc tÝch hîp giao thøc PROFIBUS.
107. ThiÕt bÞ Profibus Ph−¬ng thøc lµm viÖc cña bé master phøc hîp - Còng gièng nh− bé slave th«ng minh, ë bé master phøc hîp, bé phËn thêi gian tíi h¹n cña nã còng lµm viÖc trªn chip giao thøc, cßn nh÷ng phÇn cßn l¹i lµm viÖc nh− phÇn mÒm trong bé vi ®iÒu khiÓn. C¸c chip ASICs ASPC2 (Siemens), IX1 (M2C) hay VAF PBM (IAM) ®Òu ®· ®−îc chÕ s½n ®Ó hç trî c¸c thiÕt bÞ master phøc hîp ho¹t ®éng. Chóng còng ®−îc kÕt hîp vµ cïng vËn hµnh víi c¸c bé vi xö lý.
108. ThiÕt bÞ Profibus Ph−¬ng thøc lµm viÖc theo chuÈn IEC 1158-2 - §èi víi c¸c thiÕt bÞ tr−êng truyÒn c«ng suÊt tu©n theo chuÈn IEC 1158-2, mét vÊn ®Ò cÇn l−u ý lµ c«ng suÊt tiªu tèn ph¶i thÊp (v× ®©y lµ nh÷ng thiÕt bÞ truyÒn c«ng suÊt). §èi víi nh÷ng thiÕt bÞ lo¹i nµy th−êng th−êng chØ dïng nguån dßng cì 10 mA lµ phï hîp cho viÖc nu«i c¸c thiÕt bÞ ®o ®¹c, cung cÊp n¨ng l−îng truyÒn tin. - §Ó ®¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu trªn, h·ng Siemens vµ h·ng Smar ®· chÕ t¹o ra nh÷ng con chip ®Æc biÖt phï hîp. Nh÷ng con chip nµy sÏ lÊy n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó vËn hµnh toµn bé thiÕt bÞ tõ ®−êng bus truyÒn theo chuÈn IEC 1158-2 vµ khiÕn ®−êng truyÒn lµ nguån cung cÊp ®iÖn ¸p cho c¸c thiÕt bÞ tr−êng PA kh¸c trong hÖ thèng