La base para el desarrollo de este protocolo fue un proyecto de investigación de varias empresas y cinco institutos de investigación alemanes. Actualmente, Profibus en sus 3 versiones FMS, DP y PA son estándar europeo EN50170 desde 1996, aunque sus actividades comenzaron alrededor de 1987. Existen más de dos millones de dispositivos Profibus instalados, con aproximadamente 250 fabricantes de productos Profibus en todo el mundo. Son dos las asociaciones principales que organizan las actividades encaminadas a la mejora de este bus: PI (Profibus Internacional) y PNO (Organización de usuarios de Profibus). La familia Profibus consiste en tres versiones compatibles:
PROFIBUS-DP (Distributed Peripherals). Optimizado para alta velocidad y coste reducido. Esta versión de Profibus está diseñada especialmente para comunicación entre sistemas automáticos de control y E/S distribuidos a nivel de campo (periferia descentralizada). Puede ser empleado para remplazar transmisiones paralelas de señales con 24V o 4..20 mA. El intercambio de datos es cíclico. El tiempo de ciclo del bus ha de ser menor que el tiempo de ciclo del programa del controlador central.
PROFIBUS-PA (Process Automation). Está especialmente diseñado para automatización de procesos. Permite que sensores y actuadores puedan ser conectados a un bus común en áreas de especial seguridad calificadas como Ex. Permite comunicación de datos y transporte de energía sobre el mismo bus empleando tecnología de dos cables, acorde con el estándar internacional IEC 1158-2. Básicamente, es la ampliación de Profibus-DP compatible en comunicación con una tecnología que permite aplicaciones para la automatización de procesos en recintos expuestos al peligro de explosiones (áreas clasificadas Ex). También existen diversos perfiles orientados a aplicaciones concretas donde se definen elementos específicos como perfiles de automatización de edificios, aplicaciones seguras ante fallos (PROFISafe), control numérico y robots, encoders, drivers de motores de velocidad variable o interfaces Hombre-máquina.
PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification). Es la solución de propósito general para tareas de comunicación a nivel de control. Los potentes servicios FMS abren un amplio rango de aplicaciones y proveen gran flexibilidad. También puede ser empleado para tareas de comunicaciones extensas y complejas. En Profibus-FMS la funcionalidad es más importante que conseguir un sistema con tiempo de reacción pequeño. En la mayor parte de aplicaciones, el intercambio de datos es fundamentalmente acíclico en base a la demanda del proceso del usuario.
¿QUÉ TIENEN DE ESPECIAL?
PROFIBUS-PA (Process Automation). Está especialmente diseñado para automatización de procesos. Permite que sensores y actuadores puedan ser conectados a un bus común en áreas de especial seguridad calificadas como Ex. Permite comunicación de datos y transporte de energía sobre el mismo bus empleando tecnología de dos cables, acorde con el estándar internacional IEC 1158-2. Básicamente, es la ampliación de Profibus-DP compatible en comunicación con una tecnología que permite aplicaciones para la automatización de procesos en recintos expuestos al peligro de explosiones (áreas clasificadas Ex). También existen diversos perfiles orientados a aplicaciones concretas donde se definen elementos específicos como perfiles de automatización de edificios, aplicaciones seguras ante fallos (PROFISafe), control numérico y robots, encoders, drivers de motores de velocidad variable o interfaces Hombre-máquina.
PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification). Es la solución de propósito general para tareas de comunicación a nivel de control. Los potentes servicios FMS abren un amplio rango de aplicaciones y proveen gran flexibilidad. También puede ser empleado para tareas de comunicaciones extensas y complejas. En Profibus-FMS la funcionalidad es más importante que conseguir un sistema con tiempo de reacción pequeño. En la mayor parte de aplicaciones, el intercambio de datos es fundamentalmente acíclico en base a la demanda del proceso del usuario.
¿QUÉ TIENEN DE ESPECIAL?
- Alto nivel de seguridad de datos.
- Flexibilidad.
Sistema con interfases para una amplia gama de necesidades.
Es posible adaptar la topología de la red al usuario.
- Se pueden cubrir grandes distancias con cable de FO.
- Amplia gama de aplicaciones.
Protocolos para varias aplicaciones.
- Red abierta y estándar.
Amplia gama de componentes y sistemas en el mercado.
Red Multi-Fabricante.
DATOS TÉCNICOS
Profibus especifica las características técnicas y funcionales de un sistema basado en un bus de campo serie en el que controladores digitales descentralizados pueden ser conectados entre sí desde el nivel de campo al nivel de control. Se distinguen dos tipos de dispositivos, dispositivos maestros, que determinan la comunicación de datos sobre el bus. Un maestro puede enviar mensajes sin una petición externa cuando posee el control de acceso al bus (el testigo). Los maestros también se denominan estaciones activas en el protocolo Profibus. Como segundo tipo están los dispositivos esclavos, que son dispositivos periféricos. Los
esclavos son normalmente dispositivos de E/S, válvulas, actuadores y transmisores de señal que no tienen el control de acceso al bus y sólo pueden recibir o enviar mensajes al maestro cuando son autorizados para ello. Los esclavos también son denominados estaciones pasivas, por lo que sólo necesitan una parte del protocolo del bus. Así pues, sobre un mismo medio físico de bus, existen dos tipos de comunicaciones, la
existente entre maestros para el paso de testigo, y la existente entre los nodos maestros y sus esclavos Profibus emplea una topología de bus con terminación en ambos extremos para adaptación de impedancias. Esta técnica asegura el acoplamiento y desacoplamiento de estaciones (incluso en áreas de seguridad) durante operación normal sin afectar al resto. En cuanto al medio físico empleado, se utiliza:
TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN
PROFIBÚS EN EL MODELO ISO/OSI
Profibus-DP emplea las capas o niveles 1 y 2, además de la interfase de usuario. Los niveles de 3 al 7, ambos inclusive, no están definidos. La optimización de esta arquitectura asegura una transmisión de datos rápida y eficiente. En Profibus-FMS están definidos los niveles 1, 2 y 7. El nivel de aplicación se compone de FMS (Fieldbus Message Specification) y LLI (Lower Layer Interface). FMS contiene el protocolo de aplicación y otorga al usuario una amplia selección de potentes servicios de comunicación. LLI implementa las distintas relaciones de comunicación y proporciona a FMS, con independencia del dispositivo, un acceso al nivel 2. El nivel 2 de Profibus, denominado FDL (Fieldbus Data Link) implementa el control de acceso al bus y la seguridad en los datos.
PERFILES DE PROFIBÚS
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS FMS:
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS DP:
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS PA:
¿CUANDO UTILIZAR PROFIBÚS FMS/DP/PA?
esclavos son normalmente dispositivos de E/S, válvulas, actuadores y transmisores de señal que no tienen el control de acceso al bus y sólo pueden recibir o enviar mensajes al maestro cuando son autorizados para ello. Los esclavos también son denominados estaciones pasivas, por lo que sólo necesitan una parte del protocolo del bus. Así pues, sobre un mismo medio físico de bus, existen dos tipos de comunicaciones, la
existente entre maestros para el paso de testigo, y la existente entre los nodos maestros y sus esclavos Profibus emplea una topología de bus con terminación en ambos extremos para adaptación de impedancias. Esta técnica asegura el acoplamiento y desacoplamiento de estaciones (incluso en áreas de seguridad) durante operación normal sin afectar al resto. En cuanto al medio físico empleado, se utiliza:
TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN
PROFIBÚS EN EL MODELO ISO/OSI
Profibus-DP emplea las capas o niveles 1 y 2, además de la interfase de usuario. Los niveles de 3 al 7, ambos inclusive, no están definidos. La optimización de esta arquitectura asegura una transmisión de datos rápida y eficiente. En Profibus-FMS están definidos los niveles 1, 2 y 7. El nivel de aplicación se compone de FMS (Fieldbus Message Specification) y LLI (Lower Layer Interface). FMS contiene el protocolo de aplicación y otorga al usuario una amplia selección de potentes servicios de comunicación. LLI implementa las distintas relaciones de comunicación y proporciona a FMS, con independencia del dispositivo, un acceso al nivel 2. El nivel 2 de Profibus, denominado FDL (Fieldbus Data Link) implementa el control de acceso al bus y la seguridad en los datos.
PERFILES DE PROFIBÚS
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS FMS:
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS DP:
CONFIGURACIÓN PROFIBÚS PA:
¿CUANDO UTILIZAR PROFIBÚS FMS/DP/PA?
Muy buena explicación-introducción de profibus.
ResponderEliminarBuen trabajo.