PROFIBUS - компоненты электрических и оптических сетей

PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) - это открытая промышлен­ная сеть полевого уровня, отвечающая требованиям междуна­родных стандартов IEC 61 158/EN 50170, предназначенная для построе­ния систем распределенного ввода-вывода, а также организации обмена данными между системами автоматиза­ции.

Стандарты IEC 61 158/EN 50 170 определяют характеристики каналов связи, методы доступа к сети, протоколы передачи дан­ных и требования к интерфейсам. В соответствии с требо­ва­ниями этих стандартов в сети PROFIBUS поддерживается три протокола передачи данных:

• PROFIBUS DP (Distributed Periphery – распределенная перифе­рия) для обеспечения скоро­стного обмена данными с устройствами децентрали­зованной периферии (станции ввода-вывода, датчики, ис­полнительные устройства и т.д.).
• PROFIBUS PA (Process Automation – автоматизация процес­сов) для решения задач авто­матизации непрерывных техноло­гических процессов и обмена данными с периферийными уст­ройствами, распо­ложенными в обычных и Ех-зонах (зонах по­вышенной опасности).
• PROFIBUS FMS (Field Bus Message Specification – протокол передачи сообщений через шину полевого уровня) для об­мена данными между интеллектуальными сетевыми уст­ройствами (контроллерами, компьютерами и т.д.).

Каналы связи и топологии сети

Для обмена данными в сети PROFIBUS могут использоваться каналы связи и топологии следующих видов:

• Электрические (RS 485) каналы связи, выполненные 2-жиль­ными экранированными кабелями. Сетевые узлы подключа­ются через сетевые терминалы или штекеры. Сегменты сети объединяются через повторители. Протяженность сети зави­сит от скорости передачи данных и может достигать 1000 м (без повторителей) или 10 км (с повторителями). Обеспечи­ва­ется возможность построения линейных или древовидных се­тевых структур. На концах сегментов должны устанавли­ваться терминальные устройства.
• Оптические каналы связи на основе пластиковых, PCF или стеклянных оптоволоконных кабелей. Обеспечивается под­держка линейных, звездообразных и кольцевых тополо­гий сети. Объединение отдельных сегментов производится с по­мощью модулей OLM (Optical Link Modules) или OBT (Optical Bus Terminal).  Протяженность сети может дости­гать 100 км (при использовании одномодового кабеля мак­симальное рас­стояние между двумя модулями OLM/Gxx-1300 составляет 15 км).
  

Дополнительно для обмена данными через PROFIBUS могут быть использованы инфракрасные каналы связи, а также ка­налы связи с использованием скользящих контактов.

К одному сегменту сети допускается подключать до 32 сетевых приборов. Общее количество приборов в сети может достигать 126 штук. Скорость передачи данных в сети может устанавли­ваться равной от 9.6 Кбит/с до 12 Мбит/с.

К сети PROFIBUS могут быть подключены:

• Контроллеры SIMATIC S7/ WinAC, контроллеры других произ­водителей.
• Персональные и промышленные компьютеры.
• Приборы и системы человеко-машинного интерфейса SIMA­TIC HMI.
• Станции систем распределенного ввода-вывода ЕТ 200.
• Системы управления перемещением SIMOTION.
• Датчики и исполнительные устройства.
• Приводы и системы защиты электромоторов SIMOCOD.
• Системы числового программного управления SINUMERIK.
• Другие устройства, оснащенные интерфейсом PROFIBUS.

Для построения сетей PROFIBUS может использо­ваться ши­рокий спектр сетевых компонентов.

Сетевые компоненты

Компоненты электрических (RS 485) сетей PROFIBUS

Компоненты электрических сетей PROFIBUS представлены ши­роким спектром соединительных и сетевых кабелей, со­едини­тельных и терминальных устройств. Большинство ком­понентов поддерживает технологию FastConnect (FC), что позво­ляет выполнять быстрый и безошибочный монтаж сетей.

2-жильные сетевые кабели PROFIBUS FC имеют двойное экра­нирование и обеспечивают надежную передачу данных в про­мышленных средах. Кабели имеют несколько модификаций, ориентированных на различные условия эксплуатации.

Подключение кабелей к сетевым приборам выполняется с помощью штекеров RS 485 или с помощью сетевых терминалов. Ште­керы RS 485 поддерживают технологию FastConnect и имеют множество модификаций. Большинство из них оснащены встро­ен­ными отключаемыми терминальными резисторами.

Соединение отдельных сегментов в единую сеть выполняется с помощью повторителей RS 485. Каждый повторитель обеспечивает гальваническое разделение подключенных сегментов и реге­нерацию передаваемых между ними сигналов. В одной сети до­пускается ис­пользование до 9 последовательно включенных по­вторителей. Повторители RS485 “прозрачны” для обмена дан­ными и не тре­буют никакого программного конфигурирования.

Для повышения удобства эксплуатации в сети PROFIBUS могут применяться диагностирующие повторители. Каждый диагностирующий повторитель выполняет функции стандартного ведо­мого DP устройства, способен анали­зировать топологию под­ключенных сегментов PROFIBUS DP и сохранять полученную информацию в своей памяти. Запуск опе­раций анализа тополо­гии сети  производится из среды STEP 7 или COM PROFIBUS, а также из программы пользователя (только для S7-400). В случае обнаружения ошибки повто­ритель формирует диагностическое сообщение для ведущего DP устройства с ука­занием характера и места повреждения.

Модуль Power Rail Booster позволяет выполнять обмен данными через PROFIBUS с подвижными механизмами через скользящие контакты. Скорость передачи данных может достигать 500 Кбит/с, а протяженность канала связи лежать в пределах от 25 до 1200 м.

Применение активных терминальных резисторов и сетевых терминалов M12 позволяет сохранять работоспособность сети при включении/ отключении промежуточных станций.

Компоненты оптических сетей PROFIBUS

Оптические каналы связи PROFIBUS могут создаваться на ос­нове пластиковых, PCF и стеклянных оптоволоконных кабелей. Построение сети выполняется с помощью модулей OBT (Optical Bus Terminal) или OLM (Optical Link Module). Оба мо­дуля обеспечивают двунаправленный обмен данными между электрическими (RS 485) и оптическими каналами связи PROFIBUS.

Модули ОВТ позволяют созда­вать линейные сетевые структуры на основе пластиковых или PCF кабелей. Он снабжен одним встроенным электрическим (RS485) и двумя оптическими сим­плексными портами, аналогичными по своим техническим ха­рактеристикам встроенным оптическим портам коммуникацион­ных процессоров CP 342-5 FO, CP 5613 FO, а также интерфейсных модулей IM 151-1 FO, IM 151-7 CPU FO и других. При использовании пластикового оптического кабеля расстояние между двумя соседними станциями может достигать 50 м. При использовании PCF кабеля – 300 м.

Модули OLM позволяют создавать сети с линейной, звездооб­разной и кольцевой топологией. Каждый модуль OLM оснащен одним встроенным электрическим (RS485), одним или двумя оптическими (BFOC) интерфейсами.

В зависимости от типа модуля OLM его оптические порты могут быть рассчитаны на ра­боту:

• с пластиковыми кабелями длиной до 80 м или PCF кабелями длиной до 400 м,
• со стеклянными мультимодовомыми кабелями длиной до 3 км или со стеклянными одномодовыми кабелями длиной до 15 км.

В кольцевых структурах допускается последовательное соедине­ние до 122 модулей OLM. К электрическому (RS485) порту мо­дуля OLM может подключаться до 32 сетевых станций.

Подробная информация по оптическим кабелям приведена в секции “Оптические кабели для Industrial Ethernet, PROFINET и PROFIBUS”.

Цены (со склада в Москве без НДС) и заказные номера

* диапазон рабочих температур от -25 до +60 °С

** Доступны дополнительные варианты длин кабелей / типов разъемов

Дополнительную информацию по продукту Вы сможете найти в каталоге IK PI или CA01, а также в интернете

www.siemens.ru/automation-portal

http://w3.siemens.com/mcms/industrial-communication/en/profibus/network-components/