Реализация распределенной периферии в сети PROFIBUS-DP.

PROFIBUS-DP – это протокол распределенной периферии (DecentralizedPeripheral), ориентированный на обеспечение скоростного обмена данными между ведущими DP-устройствами и ведомыми DP-устройствами. Протокол характеризуется высокой стойкостью к влиянию внешних электромагнитных полей. Он разработан для высокоскоростных и недорогих систем.

Скорость передачи данных может находиться в пределах от 9,6 Кбит/с до 12 Mбит/с.

По электрическим параметрам интерфейс PROFIBUS близок к RS-485, но отличается наличием сетевых карт, в которых используется двухпортовая рефлексивная память, которая позволяет устройствам обмениваться данными без загрузки процессора контроллера.

К ведущему DP-устройству сегмента сети может быть подключено до 32 станций, во всей сети допускается включение до 127 станций.

Наибольшее распространение получили системы PROFIBUS-DP с одним ведущим DP-устройством (monomastersystem). Практический пример такой системы показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Пример системы с одним ведущим DP-устройством

Вариант сети PROFIBUS-DP с несколькими ведущими DP-устройствами (multimastersystem) хуже потому, что он создает проблему доступа – в то время, как одно ведущее DP-устройство инициирует ведомые DP-устройства, другое ведущее DP-устройство не имеет к ним доступа.

Ведущее DP-устройство (DP-мaster) является активным узлом сети PROFIBUS. Это устройство обменивается данными с ведомыми DP-устройствами циклически.

Ведущим DP-устройством может быть:

– CPU, например, CPU 315-2DP или CPU 417 со встроенным интерфейсом ведущего DP-устройства или с установленным интерфейсным модулем.

– Интерфейсный модуль, например, IM 467 в сочетании с CPU.

– Коммуникационный процессор, например, CP 342-5 или CP 443-5 в сочетании с CPU.

Существуют ведущие DP-устройства 1 класса, предназначенные для обмена данными при обработке процесса, и ведущие DP-устройства 2 класса, предназначенные для обслуживания и диагностики, например, программаторы.

Ведомые DP-устройства (DP-Slaves) являются пассивными узлами сети PROFIBUS. В SIMATIC S7 различают следующие ведомые DP-устройства:

– Компактные ведомые устройства, которые ведут себя как отдельные модули относительно ведущего DP-устройства.

– Модульные ведомые устройства, которые состоят из нескольких модулей или подмодулей.

– Интеллектуальные ведомые устройства, которые содержат программу управления для собственных подчиненных модулей.

Пример конфигурирования сети PROFIBUS с компактными, модульными и интеллектуальными ведомыми устройствами приведен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Пример конфигурирования сети с модульными, компактными и интеллектуальными ведомыми устройствами

К компактным ведомым DP-устройствам относятся следующие устройства:

– ET200B и ET200C в версии для дискретных входных/выходных модулей или аналоговых входных/выходных модулей, которые обеспечивают максимальную скорость передачи данных до 12 Мбит/с.

– ET200L-SC в дискретно-модульной конструкции с возможностью свободного комбинирования количества дискретных и аналоговых модулей ввода-вывода, который обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 1,5 Мбит/с.

– Шинные шлюзы, такие как соединитель DP/ AS-I (DP/ AS-I Link).

Примером модульных ведомых DP-устройств может служить устройство ET200M. Его конструкция аналогична конструкции станции S7-300. Устройство ET200M имеет профильную шину DIN, модуль блока питания, интерфейсный модуль IM 153 (на месте CPU) и до 8 сигнальных модулей (SM) или функциональных модулей (FM).

Другим примером модульного ведомого DP-устройства является станция ET200S. В целом одна станция ET200S позволяет устанавливать до 63 модулей разного назначения, в том числе силовых модулей и преобразователей, а также обслуживать до 128 дискретных или до 64 аналоговых каналов ввода-вывода.