Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Systemy Czasu Rzeczywistego (SCR) Sie PROFIBUS Politechnika Gdaska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Kierunek: Automatyka i Robotyka Studia stacjonarne I stopnia: rok II, semestr IV Opracowanie: dr in. Tomasz Rutkowski Katedra Inynierii Systemów Sterowania 1
Sieci przemysłowe - - przypomnienie cechy charakterystyczne! "#$ %&'( ) *#$ +,,-!#$.'#$ '(+/.(%/ 2
Przypomnienie Układ sterowania cyfrowego - SISO (c) (a) SCR np. komputer przemysłowy 3
Przypomnienie struktura scentralizowana ródło: www.profibus.com 4
Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO (a) (c) SCR np. komputer przemysłowy 5
Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO (a) (c) SCR np. komputer przemysłowy 6
Przypomnienie Układ rozproszonego sterowania cyfrowego - SISO 7
Przypomnienie struktura rozproszona ródło: www.profibus.com 8
Sie PROFIBUS - Wprowadzenie - 9
PROFIBUS co to jest? 0+&&% &, '(', ) ) ''&)1$ +2 )&/,, )', &, ' '$ &/ ' )'&) / +,./(+&,- 10
PROFIBUS co to jest? ' +,$ '/ "&'#),), %)!/+, ($ 34,&#$&#$ ')"),, 56 + '. " %& '# )"&)&, +)1'7 7 '82 11
Sie PROFIBUS - historia!9:;<)/(& =+> / ' &&,'!! & "& + &?@A?B " # $!99C +?@AD % & +% ( ( +?@AD&/) &)D7ED7ED7E 12
Sie PROFIBUS pozycja na rynku 30 Mio. PROFIBUS Nodes 25 Mio. In 2008: 5 Mio Nodes! 28.3 Mio. 20 Mio. In 2007: 4.5 Mio Nodes! 18.8 Mio. 23.3 Mio. 15 Mio. 10 Mio. 5 Mio. 1994 1999 1990 2000 2004 2007 2008 Time ródło: www.profibus.com 13
Sie PROFIBUS - a standardy midzynarodowe < D< 9 FG 19999C2 ="(?'@> < H< F; 199I2 ="(?'@> <HIF:19992=D'D "B'J?'(" A''> <HI;:G7 ="'" DB"'8?'(A''K 14
Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły?@a?b1" # $ +?B&&&& & ') 5 J +?@AD3 A,/+%' '&3 $ 15
Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły + D&( +)/&, #', &, '83 L&)'7G:F3 D7ED7E'&, ', ', / )/&'83 D7E ' &/ '877'8 1( 72 ( ) 1)&&'%(,%23 D&/&/ 3&",,3 16
?@A61& ' Sie PROFIBUS - wersje sieci i protokoły B%'#$ #) %) ()&,&& #1'#"23 +/#$ &CF(1'&%?@A D23 M'(+/ / ', 1(( '#2 L)'&4 7G:F71)'7G:F "()2)) '(B@713B)@2 '$3 D 17
Sie PROFIBUS - profile "''&% "&/ +##) /,- "' "&, ) /, '%, "' 18
Warstwowy model Sieci PROFIBUS 19
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI! " # $ %&'! " # $ %&' / 0'!1 2 #3,,/,- ##,',- ' # /,-! # '02, 0' 4 '# ' 2+#, ##,',- # '', 1 #2, ' 2 5 ( ' ) *+#,- '!. #,# ( ' ) *+#,- '!. #,# ##,' 0'1 '5 6 0' ## -# 7 61 / 1 # + 60'1 '58 ## / -#, #,2,#,- 60'
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI! " # $ % &' ( ' ) *+#,- '!. #,#! " # $ % &' ( ' ) *+#,- '!. #,# Definicja sieci PROFIBUS obejmuje warstwy: -fizyczn, - liniow, - aplikacyjn. Zatem trzy warstwy z siedmiowarstwowego modelu ISO
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI!" ' (#$ &)!' #') & ) &''& +,, &&&, ($ +% 22
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI!'&&&' A% 1 2, $ +&,4 +'& '(+'&& 23
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI ( (!! " # $ % &'!! " # $ % &' ( ' ( ' ( ( ) *+#,- 9! '!. #,# :;! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!
Sie PROFIBUS - a Model referencyjny ISO/OSI A+'&4, '( ( ( A+'&&4 /&, (") /+)12 %'&, (+,# )- ('/+) 25
Warstwowa struktura Sieci PROFIBUS DP 26
!! " #!! " # Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP B'?@AD"&&/ 1+,2+'&?&+,, (+, </ &"&'&&&+ $ Program uytkownika % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! $ Program uytkownika % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!
Media transmisji w sieci PROFIBUS 28
Media transmisji - w sieci PROFIBUS H 1 /24 &G:F1 '&2 &/#&- & %/#$ & M('#+4 + ' %'&/ (%'+#1C2 )&/ + ' 1%' &G:F&& '&2 29
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS 30
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 "&"&/ "&7G:F,, &'(' 1-()2 B'+#$ '%(#& &#(' B''(/+, ($ +, '%'&"& )'7G:F13C '( I/+ 2 31
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 * * dla standardu PROFIBUS DP 32
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Parametry elektryczne interfejsu RS-485 33
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Sygnały na złczu PROFIBUS Bity danych przekazywane w sieci kodowane s napiciem rónicowym pomidzy liniami RxD/TxD-P a RxD/TxD-N. Dodatnie napicie midzy nimi oznacza 1, a ujemne 0. Stan spoczynkowy linii zapewniaj terminatory i jest to 1. 34
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 Okablowanie i terminator interfejsu RS-485 35
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji przez wiatłowód 36
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - technologia transmisji RS-485 $ %($ '+,,& &,'J /'/+% &$ / /&% J ) ''(/&'( +,) 37
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia magistrali 38
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia drzewa 39
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS - podstawowe struktury sieci Topologia gwiazdy 40
Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS <'%('&" 1NO2&/, ', 1?D52, )&4 &)*+%',' - J %,( / ', "& &)*+%',' J "& /", '&(( 41
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS 42
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS wprowadzenie!/+'/ 4 / J, $ +&& / J, $ /+ /)!%&)'$ && /+ /) 1% 2&'/ /+/ M%/+ %$. 43
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla! /+, " P I 6 ;&&+!/+/&, ( '&#,,) L'/+ &%%$ /+&% 44
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla <&%&4, $/, 0 &/++)', 13-2 /+,&&13 ('(2, 1(2 0'/ /+, $ ($, $%3 0 +/// - &1L D QL RA 2 7, $4 0' &&((& 45
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla piercie obiegu znacznika '&4 4 L1, $2J + "& 1& $J <15 6 $ J / 561 4 ' $ J '/+ /) 46
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla wykonanie transakcji M%&/ & +/+ & ( - & @& &S 5(- &"&!/+ %$ &, &/, 789 9 :, 33 9 899,,3,,) ;,,3 0, 33 < 8 = 47
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla rodzaje transakcji M%/+ /& ' +&,/+// & ' "% 5/+ L&, & L&, $ '( 48
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla dodawanie i usuwanie wzłów /+ ' +%/+ / - '& (/ & T1"'2( 49
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla inicjalizacja piercienia obiegu znacznika L('& ) $ &(&'&'( ( M%/+/(& L L 1% '%/+J,/+2/+ &/ &'&/ #( L L U1IVWL2WL 5 50
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla planowanie obcienia sieci B', +#$ '(% $ /&,4 L L UW1L L VL B) 2 VWL B VWL B >99 > >?,,< >, #< > 51
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny!'& (% %)/+ # M%("), 52
Wzeł nadrzdny Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Wzeł podrzdny program B program A partner programu A program D Port 1 Port 2 wy we wy we Port 1 Port 2 wy we wy we Etap 2 Etap 1 53
Znak komunikatu Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny 54
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół dostpu do kabla inicjalizacja piercienia obiegu znacznika + & /$ & )4 3 DJ '? ) 3 D J ')& +#&)5H5H C3 DCJ ')+#: (& G3 DG J, //+# ( F3 DFJ & 55
Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Struktura komunikatów sieciowych Polecenie Stała długodanych Zmienna długodanych Potwierdzenie Znacznik. < < = ( < >= < = ) 9= 9= ) < >= < = $ % SD ogranicznik pocztkowy; ED ogranicznik kocowy; FCS suma kontrolna DA adres wzła odbiorcy; SA adres wzła nadawcy; FC znak sterujcy Łczna długo komunikatu nie moe przekroczy 255 znaków 56
Ramka protokołu komunikacyjnego Warstwa liniowa sieci PROFIBUS - protokół komunikacyjny Komunikat akcji (SRD - request) SLAVE DP ;> ) 9= 9= ) < >= < = > 20' >=?;@A<? = Komunikat odpowiedzi (SRD - response) MASTER DP = < >= < ) 9= 9= ) >=? =@A<? = > 20' SYN czas synchronizacji 57
Usługi Warstwy Liniowej sieci PROFIBUS 58
Usługi warstwy liniowej sieci PROFIBUS Warstwa liniowa realizuje cztery podstawowe usługi: 1. Wysyłanie danych z potwierdzeniem SDA (ang. Send Data with Acknowledge) 2. Wysyłanie danych bez potwierdzenia SDN (ang. Send Data with No acknowledge) 3. Wysyłanie danych i odebranie odpowiedzi SRD (ang. Send and Request Data with reply) 4. Cykliczne wysyłanie danych i odbieranie odpowiedzi CSRD (ang. Cyclic Send and Request Data with reply) 59
Uszczegółowienie specyfikacji dla Sieci PROFIBUS DP 60
Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP!)?@AD%/ &/+ 4 Wzeł nadrzdny DP II rodzaju!! Program uytkownika " # $ % &' ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! Wzeł nadrzdny DP I rodzaju!! Program uytkownika " # $ #7 %&' 3,' B! ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;! Wzeł podrzdny DP!! Program uytkownika " # $ #7 %&' 3,' B! ( '#' 2+# 9! ) *+#,- 9! '!. #,# :;!
Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP?@AD%$'/+ /)&&'/+ / &1&,&'(& "&72 D"&+,%/' /+&!"&+%,&/+ /), ($ +'/+ /& /+ /&%+,$ <%'&&//+/ /%/S'/& /+)/)(&&+('& 62
Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP Program uytkownika Dane wejciowe Dane wyjciowe Dane diagnostyczne Parametry sieci Parametry Wzłów biernych Funkcje Sprzg uytkownika Funkcje odwzorowania łcza Warstwa łcza danych (liniowa) Warstwa fizyczna 63
Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP (#' /+ /&)'&,+!#(#&&, ) '(/ /+ /)D1D2&,) '(' M%/+ /D%($ ' &//+ D (&((' )//+//+ / 64
Warstwowa struktura - Sieci PROFIBUS DP ródło: www.profibus.com 65
BIBLIOGRAFIA )M3&?@A3B!99:?@A<3?@AL)'6'&G 66
Dzikuj za uwag!!! 67