پروفیباس چیست؟
پروفیباس چیست؟
پروفیباس (process Fieldbus) یک شبکه دیجیتال می باشد که تاریخچه آن به سال ۱۹۸۷ بر می گردد در آن زمان بود که بیش از ۲۰ شرکت و موسسه آلمانی با یکدیگر پروژه ای تحت عنوان استاندارد سازی شبکه فیلد استارت زدند. در اواخر قرن نوزدهم، سیستم های کنترل بر پایه تکنولوژی مکانیکی و وسایل آنالوگ بودند. چندی بعد تکنولوژی کنترل پنوماتیکی و هیدرولیکی مطرح شدند که توسط کنترل کننده های مرکزی کنترل سیستم امکان پذیرمی شد درسال ١٩۶٠، برای اولین بار PLC ها پا به عرصه وجود گذاشتند . در سال ١٩٧٠، بحث کنترل غیر متمرکز مطرح شد واولین سیستم های کنترل غیر متمرکز عرضه شدند که در دهه ۹۰ تحت عنوان فیلد باس عملی شد.
ابتدا شبکه پروفیباس FMS شکل گرفت که امروزه زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرد. زیرا یک پروتکل پیچیده بود .بعد از آن تمام تلاش صورت گرفت تا پروتکل پروفیباس DP، مطرح شود و سپس ،در سال۱۹۹۸ پروفیباس PA در BMBF (وزارت آموزش و تحقیقات آلمان) ارتقا یافت و سپس توسط زیمنس مورد استفاده قرار گرفت منتشر شود .
پروفیباس سیستمهای اتوماسیون و کنترلرها را با دستگاههای میدانی غیر متمرکز مانند سنسورها ، محرکها و رمزگذارها پیوند می دهد. در این نوع شبکه مؤلفه هایی مانند سنسورها، محرک ها و کنترل کننده ها اجازه می دهد تا مقادیر فرآیند را مبادله کرده و
به اتوماسیون یک فرآیند کامل برسند.این یک روش پایدارشبکه است و ارتباطی ارزان قیمت، همه کاره و تطبیق پذیر را در اختیار اتوماسیون صنعتی قرار می دهد و همچنین کاهش چشمگیر حجم وایرینگ برای اتصال انواع تجهیزات ، دلیل اصلی استقبال از این روش در صنایع مختلف، به سیستم کنترل باشد
اشاره ای به انواع تجهیزات و قطعاتی که از طریق پروفیباس شبکه میشوند:
- انواع PLC ها
- سنسور ها
- درایو ها
- سروو ها
- HMI/SCADA
- تجهیزات HART
پروفیباس یک استاندارد ارتباطی ۲ سیمه (FIELD) است که به وفور در فرآیند های اتوماسیون دیجیتال و آنالوگ از آن استفاده می شود. این شبکه مسئول ایجاد ارتباط بین سنسورها و سیستم کنترل یا کنترل کننده ها می باشد. از این شبکه در صنعت اتوماسیون ،تولید و … استفاده می شود.
عملکرد پروفیباس چگونه است؟
پروفیباس یک پروتکل از نوع Master/salve است که قابلیت استفاده از چند Master را هم دارد. با استفاده از پروفیباس، همه دستگاه های مرتبط در زمان راه اندازی پروسه ای را طی میکنند تا به شبکه بپیوندند. Master داده ها را با هر یک از Slave های خود مبادله می کند و پس از کامل شدن فرآیند دیتا را به Master بعدی (در صورت وجود) انتقال می دهد.
انواع پروفیباس چیست؟
پروفیباس در صنعت دارای سه نوع است :
- PROFIBUS DP
- PROFIBUS FMS
- PROFIBUS PA
همانطور که گفته شد امروزه بسیار از Profibus DP & PA در بازار استفاده می شود، بنابراین به بررسی چگونگی عملکرد و اینکه در چه برنامه هایی بیشتر از انها استفاده می شود می پردازیم.
PROFIBUS-DP چیست؟
شبکه PROFIBUS-DP به عنوان یک راه حل سریع بر اساس لایه فیزیکی RS485 و استاندارد EN50170 شکل گرفت . لایه فیزیکی مورد استفاده برای پروفیباس DP نیاز نیست که از جنس مس باشد. بلکه می تواند شبکه بی سیم یا فیبر نوری باشد. PROFIBUS-DP به معنای غیر متمرکز کردن ورودی و خروجی ها در اطراف کنترلر می باشد. یعنی حجم انبوه اطلاعات از سنسور ها و عملگرهایی که در نقاط مختلف کارخانه به صورت غیر متمرکز نصب شده اند، جمع آوری شده و همه آن ها را توسط یک کابل دو رشته ای به اتاق کنترل انتقال میدهد . در واقع کنترل اتصالات I/o به صورت کاملا غیر متمرکز با سرعت بالا برای اتصال به کنترل کننده مرکزی (PLC) می باشد. همچنین می توان گفت پروتکل PROFIBUS-DP براساس مدل ارتباط متقابل سیستم باز بر اساس استاندارد ISO7498 می باشد.
PROFIBUS-DP به صورت master/slave کار می کند یعنی کنترلر مرکزی یا master به صورت سیکلی ورودی ها را ازslave می خواند و خروجی ها را به آن ها می فرستد. به دوره زمانی که فرآیند اجرا می شود سیکل باس (Bus Cycle) گفته می شود، این سیکل باید از سیکل برنامه کنترلر مرکزی یعنی scan cycle کوتاه تر باشد تا مشکلی در کنترلر پیش نیاید.
دو نوع master وجود دارد:
Master کلاس ۱ : این نوع اطلاعات روند کار را صورت می دهد تا پروسه را کنترل کند .
Master کلاس ۲ ( انتخابی): ارتباط اطلاعات و فرآیند را صورت می دهد و برای هشدار ها، پیکربندی و تشخیص دستگاه می باشد .اجزایی که بهعنوان Master استفاده میشوند میتوانند از موارد زیر باشد:
- PLC
- DCS
- PC
- TP/OP
سرعت profibus-dp
سرعت این نوع از شبکه بین ۹۶۰۰ بیت برثانیه تا ۱۲ مگا بیت بر ثانیه بر اساس پروژه ما متغیر میباشد. طول سیم پروفیباس قابلیت افزایش تا ۱۰۰۰ متر را دارد هر چه سرعت انتقال بالا تر باشد باید طول سیم کمتر شود.
Profibus pa چیست؟
Profibus-pa یک نمونه کامل شده PROFIBUS-DP است این شبکه برای ایجاد ارتباط مستقیم با Profibus-DP توسعه داده شده است.در این نوع شبکه انتقال دیتا بر اساس استاندارد IEC 1158-2 نرخ اطلاعات ساختار شبکه ۲۵/۳۱ کیلو بایت در ثانیه می باشد در این روش ایمنی بالاتر می رود چون تغذیه عناصر متصل به این شبکه به طور مستقیم از طریق خط ارتباطی تامین می شود. یک ویژگی عالی درباره شبکه Profibus-pa این است که آن ها به طور ذاتی ایمن طراحی شده اند بدین معنی که ابزار های متفاوت متصل به آن را می تواند در در محیطهای انفجاری (Intrinsically Safe Applications) هدایت یا کنترل کند برق مورد نیاز برای تجهیزات و تبادل اطلاعات بین تجهیزات و سیستم کنترل میزبان در این نوع شبکه کاملا به صورت دیجیتال انجام می شود.
شبکه پروفیباس pa می تواند نهایتا ۳۱.۲۵ کیلوبیت دیتا را در هر ثانیه جا به جا کند که به نسبت PROFIBUS-DP بسیار پایین تر می باشد.
چگونه بین پروفیباس PA & DP ارتباط برقرار کنیم؟
سوال بسیار مهمی مطرح می شود و آن این است که چگونه باید بین شبکه پروفیباس PA و DP ارتباط برقرار کرد؟
همانطور که گفتیم دیتا های ارسالی از سمت پروفیباس DP از تجهیزات متصل در مکان های امن انجام می شود در صورتی که دیتا های پروفیباس PA از تجهیزات مستقر در مکان های انفجاری ارسال می شود.
لذا برای ارتباط این دوشبکه در صنعت باید از یک لینک PA/DP استفاده کنیم که به اصلاح به آن DP/PA COUPLER (کوپلر) گفته می شود.
اگر شما علاقمند به شرکت در دوره های آموزشی مختلف در زمینه برق کنترل و پی ال سی هستید می توانید به موسسه آموزشی ویراد مراجعه کنید و در دوره های برگزار شده ثبت نام به عمل آورید.برای ثبت نام در دوره های آموزشی مختلف به موسسه آموزشی ویراد مراجعه کنید.
کانکتور های پروفیباس چگونه است؟
کانکتور های پروفیباس انواع مختلفی دارند مدل رایج آن به صورت تک پورت می باشد که صرفا برای شبکه پروفیباس مورد استفاده قرار می دهیم. برخی مدل ها روی خود کانکتور یک پورت دیگر وجود دارد که این پورت برای ارتباط زنجیره ای شبکه است.
کاربرد دیگر آن زمانی است که دو پی ال سی با هم شبکه شدند و نیاز داریم که کابل MPI یا همون PC ADAPTER را متصل کنیم، در این صورت از این کابل استفاده میکنیم تا هم زمان با هر دو آنلاین شده تا تست آنلاین و عیب یابی را انجام دهیم .
روی تمامی کانکتور های پروفی باس یک دیپ سوئیچ قرمز رنگ (Terminator) قرار داده شده است که از آن برای کنترل مقاومت شبکه استفاده می کنند این سوییچ تنها در انتهای شبکه ها باید روشن باشد و در بقیه دستگاه ها خاموش باشد .
اگر سوییچ درست تنظیم نشود بر روی پی ال سی خود ارور باس فالت (BF) را تجربه خواهید کرد.
چگونه یک کانکتور پروفیباس بسازیم؟
لازم به ذکر است که کابل پروفیباس دارای دو لایه محافظ می باشد. می توان دورتا دور کابل را اینگونه توصیف کرد : غلاف بیرونی ، سپر از جنس فویل ، غلاف داخلی و دو سیم تکی به رنگ سبز و قرمز.
اولین کاری که باید انجام شود این است که غلاف بیرونی بنفش رنگ را ببرید که در این تصویر به اندازه ی ۲ سانتی متر از کابل را اندازه گیری می کنیم و به صورت دورانی توسط کاتر می بریم.
نکته : طوری اطراف کابل را ببرید که به صورت عمقی به کابل اسیب نرسد ، سپس یک برش از سطح به انتهای کابل ایجاد می کنیم.
سپس شروع به از بین بردن غلاف خروجی می کنیم سپس با استفاده از سیم چین شروع به قیچی کردن تارهای ظریف کرده . زمانی که قسمت کوچکی از BRAID چیده شد ، شاید راحت تر بتوان باقی مانده ی BRAID ها را به هم پیچید به طوری که نزدیک بخش برهنه قرار گیرند. به چیدن BRAID در مسیر دور کابل ادامه دهید تا زمانی که بیشتر آن را در صورت امکان ریموو کنید. زمانی که BRAID SHIELD از بین رفت ، از کاتر استفاده کرده تا سپر فویلی را ریموو کرده که به راحتی این اتفاق صورت می گیرد. سپس بخش داخلی را خواهید دید که نسبتا سفت می باشد. زمانی که بریدن تکمیل شد ، غلاف داخلی را خارج کرده تا سیم های دو رنگ نمایان شوند. سیم ها را به آرامی جدا کرده تا آماده ی اتصال به اتصال دهنده پروفی باس شوند.
زمانی که متصل کننده را می بینید شامل مسیر کابل می باشد. همینطور در تصویر ، در قسمت بالایی سوراخ های کابل در پایین اتصال دهنده، دو قسمت پلاستیکی می بینید. این بخشهای پلاستیکی ، زمانی که بسته می شوند، سیم ها را پرس کرده که آنها را در جای خود نگه دارد. در حالی که اتصال دهنده نگهداری می شود، به آرامی بخش پلاستیکی را بالا بزنید. سیم هارا وارد و درب پلاستیکی را پرس کرده و ببندید تا هر دو سیم نگهداری شوند، سپس بعد از جای گیری درست کابل ،اتصال دهنده را بسته و مطمئن می شویم که دخالتی ناشی از کابل صورت نگرفته است. سپس با پیچ گوشتی درب اتصال دهنده را فیکس می کنیم. در ضمن برای جلوگیری از شکستن اتصال دهنده ، پیچ گوشتی را زیاد فشار ندهید .
شبکه پروفیباس در زیمنس
در این قسمت قصد داریم شبکه پروفیباس و i/o زیمنس را با یکدیگر بررسی میکنیم. ریموت i/o های زیمنس با نام ET200 ساخته میشود با توجه به نوع شبکه ، ریموت I/O هم باید توانایی ساپورت کردن شبکه را داشته باشد.
پی ال سی که قصد داریم در شبکه خود قرار دهیم بایستی دارای پورت پروفیباس باشد، همچنین ریموت I/O زیمنس ET200 نیز دارای کانکتور پروفیباس باشد. ارتباط بین cpu و ماژول ET200 از طریق کابل بنفش رنگ پروفیباس برقرار میشود. ممکن است شبکه ای داشته باشیم که شامل چندین مستر و چندین اسلیو باشد در واقع می توان گفت شبکه پروفیباس مولتی مستر نیز می باشد.
انواع ET چیست؟
ET200L
به صورت کامپکت هستند و تعداد ورودی و خروجی روی آنها ثابت و مشخص هستند و تنها به صورت دیجیتال هستند
ET200B
به صورت کامپکت هستند اما هم ورودی و خروجی دیجیتال و هم ورودی و خروجی آنالوگ دارند.
ET200R
همیشه شرایط به این صورت نیست که تابلو در شرایط مطلوبی باشد جاهایی که نیاز داریم IP بالا تری داشته باشیم یعنی سیستم حفاظت بیشتری در برابر رطوبت ، گرد و خاک ، دما… از سری R استفاده میکنیم.
کامپکت نیستند بلکه
ET200S
به صورت ماژولار هستند و برای حجم زیاد I/O به همراه قابلیت نصب کارت های کنترل موتور مناسب می باشند.
ET200M
کامپکت نیستند بلکه به صورت ماژولار هستند و برای حجم زیاد I/O با کارت های S7-300 مناسب می باشند.
آدرس دهی پروفیباس به چه صورت است؟
در پروفیباس لازم است هر تجهیزی همه ی دستگاه ها به صورت منحصر به فرد یک آدرس داشته باشند. آدرس دستگاه ها فقط میتواند از ۱ تا ۱۲۷ باشد یعنی در شبکه پروفیباس فقط ۱۲۷ دستگاه میتوانند وصل شوند.
آدرس دهی می تواند به دو شکل سخت افزاری و نرم افزازی انجام شود:
نرم افزاری :در این روش از طریق نرم افزار برنامه نویسی از جمله simatic manager یا نرم افزار جامع tia portal آدرس پروفیباس رو سیو میکنیم و روی پی ال سی دانلود میکنیم.
سخت افزاری :در این روش توسط سوییچ هایی که روی دستگاه تعبیه شده برای مثال et200-s آدرس پروفیباس خود را تنظیم می کنیم.
در ویدئو زیر میتوانید با نحوه کارکرد پروفیباس بیشتر آشنا شوید:
[aparat id=”SsLKa”]
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
کارت ارتباطی شبکه پروفیباس
میکرو فیلتر چیست ؟
تایمر های پایه و ایجاد تایمر با زمان متغیر
ژنراتور چیست ؟
کنترل plc 1200 siemens از طریق اپلیکیشن s7app
آموزش پی ال سی شامل چه مراحلی است؟
امکان ارسال نظر وجود ندارد.
1 دیدگاه
به گفتگوی ما بپیوندید و دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید.