آموزش جامع PROFIBUS شامل عناوین زیر است:
| 1- آشنایی با شبکه‌های صنعتی
1-1 آشنایی با مفهوم شبکه (صنعتی) 1-2 شبکه‌های انحصاری و Open 1-3 جایگاه شبکه‌های مختلف در هرم اتوماسیون صنعتی 1-4 مزایا و معایب شبکه 2- آشنایی با شبکه Profibus و پرتکل‌های مختلف آن 2-1 آشنایی با شبکه Profibus FMS 2-2 آشنایی با شبکه Profibus DP 2-3 آشنایی با شبکه Profibus PA 2-4 روش‌های پیاده‌سازی ارتباط با R.I/O در شبکه‌ی DP 3- روش‌های انتقال سیگنال در شبکه‌ی Profibus DP 3-1 انتقال سیگنال به روش الکتریکی 3-2 انتقال سیگنال به روش نوری 3-3 انتقال سیگنال به روش‌های بی‌سیم 4- آشنایی با نویز و روش‌های مقابله با آن 5- اجزای شبکه Profibus DP 5-1 انواع Master 5-2 انواع Slave
|
5-3 اجزای الکتریکی
5-4 اجزای نوری 6- آشنایی با انواع Remote I/O های زیمنس 7- انواع روش‌های پیکربندی و برنامه‌نویسی Profibus DP توسط نرم‌افزار STEP 7 7-1 پیکربندی و برنامه‌نویسی Master-Slave 7-2 پیکربندی و برنامه‌نویسی Master- I Slave 7-3 پیکربندی و برنامه‌نویسی Master-Master 8- عیب‌یابی و مدیریت فالت در شبکه Profibus 9- نحوه دسترسی به باس 10- منابع و مراجع |
1- آشنایی با شبکه‌های صنعتی
در این فصل، به بررسی مفهوم شبکه، انواع شبکه‌های انحصاری و Open، جایگاه شبکه‌های صنعتی مختلف در اتوماسیون صنعتی و نیز مزایا و معایب شبکه می‌پردازیم.
1-1 آشنایی با مفهوم شبکه (صنعتی)
شبکه یک مسیر یا گذرگاه جهت تبادل دیتا می‌باشد که می‌توان آنرا به یک جاده تشبیه نمود. همانطور که در یک جاده ماشین‌ها حرکت می‌کنند، در شبکه، دیتا تبادل می‌گردد. هر شبکه دارای مجموعه قوانین و مقررات خاص خود است که به آن پروتکل گفته می‌شود. پروتکل یک شبکه نحوه کد‌دهی دیتا و چگونگی ارسال، دریافت و سایر موارد مرتبط با آنرا مشخص می‌کند. تا قبل از ابداع شبکه، به‌منظور انتقال دیتا از سیگنال‌های آنالوگ استفاده می‌شد، ولی با آمدن شبکه از سیگنال‌های دیجیتال (دیتای شبکه) استفاده می‌گردد. به شکل 1-1 توجه فرمایید.
شکل 1-1
در شکل 1-1، بخش a مبین حالت استفاده از سیگنال‌های آنالوگ می‌باشد که اولا مسیر هر سیگنال جدا بوده و ثانیا ارسال یکسویه می‌باشد. بخش b بیانگر استفاده از شبکه می‌باشد که اولا دیتای مختلف با یکدیگر ارسال شده و ثانیا ارتباط دو طرفه می‌باشد. در این ساختار، نیاز به وجود پروتکل به منظور ایجاد نظم در تبادل دیتا و … کاملا مشهود است.
شبکه صنعتی
شبکه صنعتی به آن گروه از شبکه‌ها اطلاق می‌گردد که در کاربردهای صنعتی در سطح صنایع و کارخانجات استفاده می‌شوند. البته امروزه حوزه کاری شبکه‌های صنعتی بسیار گسترده شده به‌طوری که مثلا در سیستم کنترل اتومبیل نیز از برخی از شبکه‌های صنعتی استفاده می‌گردد.
شبکه‌های صنعتی در صنایع و کارخانه‌جات، به طور کلی وظایف زیر را برعهده دارند:
- ارتباط بین سیستم‌های کنترل و تجهزات فیلد
- ارتباط بین تجهیزات کنترل با یکدیگر
- ارتباط بین تجهیزات کنترل و مانیتورینگ
- ارتباط تجهیزات فیلد با یکدیگر
1-2 شبکه‌های انحصاری و Open
شبکه‌های صنعتی را بر اساس پروتکل می‌توان به دو نوع انحصاری و Open تقسیم‌بندی نمود.
الف) شبکه‌های انحصاری
پروتکل این نوع شبکه‌ها به طور انحصاری در اختیار یک شرکت سازنده خاص بوده و توسط سایر شرکت‌ها پشتیبانی نمی‌شود. در صورت استفاده از این نوع شبکه‌ها، (معمولا) امکان استفاده از تجهیزات سایر شرکت‌ها همراه با شبکه مذکور وجود ندارد. نمونه‌ای از شبکه‌های انحصاری، شبکه MPI زیمنس می‌باشد که در صورت استفاده از آن، امکان ارتباط با سیستم‌های غیر زیمنسی وجود ندارد. شکل 1-2 استفاده از این شبکه را در سیستم‌های زیمنس نشان می‌دهد.
شکل 1-2
ب) شبکه‌های Open (استاندارد)
پروتکل این نوع شبکه‌ها به صورت Open بوده و در نتیجه توسط سازندگان مختلف، سلپورت می‌شود. در عمل اکثر شبکه‌های صنعتی پرکاربرد از همین نوع شبکه‌ها می‌باشند. یکی از محاسن این نوع شبکه‌ها اینست که می‌توان از تجهیزات سازندگان مختلف روی یک باس شبکه استفاده نمود.
شکل 1-3 استفاده از تجهیزات سازندگان مختلف در یک شبکه‌ی صنعتی Open
همانطور که اشاره شد، در عمل تعداد این شبکه‌ها بسیار زیاد بوده و دارای انواع مختلفی می‌باشند.
1-3 جایگاه شبکه‌های مختلف در هرم اتوماسیون صنعتی
در یک کارخانه یا پروسه، مجموعه‌ی متنوعی از تجهیزات و سیستم‌ها در انجام خودکارسازی یا اتوماتیک‌سازی سیستم نقش دارند، که به این مجموعه اتوماسیون صنعتی گفته می‌شود.
با توجه به نوع تجهیزات و نیز محل قرارگیری آنها، می‌توان در اتوماسیون صنعتی چند سطح (Level) تعریف نمود. این سطوح با عناوین مختلفی شناخته می‌شوند. یک تقسیم‌بندی ساده، تقسیم سطوح اتوماسیون به سه بخش فیلد، کنترل و مانیتورینگ می‌باشد.
سطح فیلد: در این سطح، سنسورها، ترانسمیترها و عملگرها (به‌طور کلی تجهزات ابزار دقیق) قرار می‌گیرند. حجم دیتا در این سطح کم بوده ولی زمان در انتقال دیتا نقش اساسی بر عهده دارد.
سطح کنترل: در این سطح، سیستم‌های مختلف کنترلی از قبیل PLC، DCS و … قرار می‌گیرند. حجم دیتا در این سطح بیشتر از سطح فیلد بوده ولی اهمیت زمان انتقال دیتا کمتر از سطح فیلد است.
سطح مانیتورینگ: در این سطح، سیستم‌های مانیتورینگ قرار گرفته و حجم دیتا نسبت به دو سطح دیگر بیشتر است. در این سطح، زمان انتقال دیتا اهمیت کمتری نسبت به دو سطح دیگر دارد.
همانطور که قبلا اشاره شد، شبکه‌های صنعتی در یک سیستم، وظایف مختلفی را بر عهده دارند.
شبکه‌های صنعتی را بر اساس حوزه‌ی کاری در سطوح مختلف اتوماسیون صنعتی، می‌توان به چند گروه مختلف تقسیم بندی نمود:
شبکه‌های Sensor Busses: این نوع شبکه‌ها به‌منظور ایجاد شبکه بین تجهیزات مختلف فیلد با یکدیگر استفاده می‌گردند. نوع تجیهزاتی که با یکدیگر شبکه می‌شوند، عموما تجهیزات دیجیتال و ساده می‌باشد. بعنوان نمونه می‌توان به شبکه‌های , ASI-bus Can Bus، Interbus-S و … اشاره نمود.
شبکه‌های فیلد باس: گروه پرکاربرد شبکه‌های صنعتی تحت عنوان Fieldbus شناخته شده و طیف وسیعی از شبکه‌های مختلف را دربر می‌گیرد. این شبکه عموما در سطح فیلد به کار رفته و می‌توانند ارتباط بین تجهیزات فیلد با یکدیگر و نیز ارتباط با سطوح بالاتر را فراهم نمایند. برخی از شبکه‌های پرکاربرد فیلدباس عبارتند از:
Profibus، Foundation Fieldbus، Modbus و …
شبکه‌های Plant Bus: حوزه‌ی کاری این شبکه‌ها در سطح کنترل و مانیتورینگ بوده و معمولا به‌منظور برقراری ارتباط بین سیستم کنترل و مانیتورینگ استفاده می‌شوند. پرکاربردترین نمونه این شبکه‌ها، شبکه‌ی Industrial Ethernet می‌باشد.
شکل 1-4 سطوح مختلف اتوماسیون صنعتی و شبکه‌های صنعتی به کار رفته در این سطوح را نشان می‌دهد.
شکل 1-4
شکل 1-5 کاربرد تجهیزات مختلف را در سطوح متفاوت اتوماسیون صنعتی نشان می‌دهد.
شکل 1-5
