ProfiBus (Process Field Bus)

ProfiBus (Process Field Bus)
In the name of GOD ProfiBus (Process Field Bus) Presenter Ahmad Kia

طرح کلی سمینار نگاهی اجمالی به برخی مفاهیم و تعاریف کلی تاریخچه پیدایش ProfiBus مفاهیم کاربردی در ProfiBus اجزاء شبکه ProfiBus استانداردها و پروفایلهای مورد استفاده در ProfiBus مثال عملی از اجرای صنعتی پروفی باس(شرکت زیمنس) جمع بندی و مقایسه

Profibus مخفف کلمه Process Field Bus می باشد
مفاهیم مورد نیاز Profibus مخفف کلمه Process Field Bus می باشد 1)Field یا میدان: منظور محیط کارخانه یا همان سالن تولید می باشد 2)Process (پروسه): منظور فرآیندی است که هدف کنترل آن می باشد 3)باس: باس در صنعت به مجموعه ای از وسایل گفته می شود که که از طریق آن عناصر و اجزای Field(میدان)به یکدیگر مرتبط میشوند و به تبادل Data می پردازند

مفاهیم مورد نیاز 4) :Field Bus باسی است با استانداردهای مخصوص که در سرتاسر Field (کارخانه) کشیده شده و اجزا با انشعاب به آن متصلند. 5) Protocol: ضوابط تبادل Data بین اجزائ Field در Network می باشد 6):Cell Level ارتباط بین تابلوهای فرمان و کنترل یا اتاقهای کنترلی در کارخانه می باشد

مفاهیم مورد نیاز 7)Configuration(پیکربندی): به نحوه اتصال کاربرهای (اجزائ) مختلف شبکه صنعتی می پردازد که انواع مختلفی با مزایا و معایب مخصوص به خود دارد: ستاره ای ، باس، حلقه ای، درختی 8)Media(رسانه شبکه): جهت نقل و انتقال داده در شبکه از محلی به محل دیگر مورد استفاده قرار می گیرد نظیر کابل مسی، فیبر نوری،امواج رادیویی و...

پروفی باس ProfiBus ProfiBus رایج ترین فیلد باس مستقل از سازنده (independent-vendor)و باز **(openness) است كه براي انتقال ديتا بصورت سريال براي دامنه وسيعي از كابردهاي توليدي ، كنترل فرآيند ها و اتوماسيون صنعتي بكار مي رود. که دارای پروتکل و استانداردهای مخصوص به خود است و اجزا و تجهیزات مختلف کنترل و اتوماسیون در تمامی سطوح Field, Cell ,Sensor, Actuator, PLC,PC از طریق آن قادر به ارتباط با یکدیگر می باشند

پروفی باس ProfiBus

مفهوم باز بودن پروفی باس Openness Bus
با توجه به استاندارد ProfiBus(استاندارد اروپایی EN 50170) کاربر با اطمینان خاطر می تواندقطعات تحت استاندارد سازندگان مختلف((Independent-Vendor تحت استانداردEN50254) را به آن متصل سازد نظیر شبکه اینترنت که همه PCها صرف نظر از شرکتهای سازنده قطعات استاندارد،قابلیت اتصال به آنرا تحت استانداردی خاص دارا می باشند.

تاریخچه History - ظهور آن در صنعت در بهار 1990 در آلمان اتفاق افتاد که به عنوان یک پروژه مشترک در زمینه ارتباطات و شبکه های صنعتی بین چند شرکت گسترش یافت و دولت آلمان به همراه توليد كنندگان معروف سيستم هاي اتوماسيون نظیر زیمنس،مولر الکتریک و بوش ، براي اولين بار پروفي باس را بر روي تراشه هاي ASIC اجرا كرد - در ابتدا تحت استاندارد DIN در آلمان و دو سال بعد تحت استاندارد EN در اروپا بکار گرفته شد.

بیان اصلی پروفی باس Profibus & Basic Expression

بیان اصلی پروفی باس Basic Expression
پروفي باس تعيين كننده مشخصات عملكردي و تكنيكي سيستم فيلدباس سريال است که در آن كنترل‌كننده‌هاي ديجيتالي تمركز زدايي شده(Decentralized)، مي‌توانند با هم از سطح فيلد (Field Level) به سطح سلول (Cell Level) شبكه شوند.

اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network Devices

اجزاء شبکه پروفی باس Profibus Network Devices
1-Media یا رسانه: کابل الکتریکی Configuration شبکه پروفی باس الکتریکی از نوع باس یا درختی فیبر نوری -اتصال Station ها به شبکه از طریق ماژول اتصال نوری OLM (Optical Line Module) - امکان Configuration شبکه بصورت باس،ستاره و حلقه را فراهم می کند **امکان شبکه های ترکیبی نوری-الکتریکی با اتصال بین رسانه های الکتریکی و نوری از طریقOLM

2-پایانه RS-485 برای اتصال به باس: جهت اتصال یک عنصر به پروفی باس و برقراری ارتباط 3-تکرار کننده(Repeater)RS-485 : جهت اتصال دو قسمت پروفی باس با حداکثر Station 32 4-ماژول اتصال نوری OLM: - امکان ایجاد شبکه پروفی باس بصورت باس،حلقه یا ستاره

5-پلاگ اتصال نوریOLP : امکان ایجاد شبکه پروفی باس حلقوی ارزان با استفاده از کابل فیبر نوری 6-نرم افزار عیب یابی : نرم افزارهایی برای جستجو و عیب یابی در شبکه های پروفی باس(EN50170) نظیر SCOPE از زیمنس

OLM V3 - Topologies Line Star / Tree Redundant Ring OLM V3 FO RS 485

Laptop running analyser and oscilloscope software Oscilloscope Analyser PLC

7-دستگاه تشخیص عیب سخت افزاری : - آزمایش خطوط پروفی باس و اینترفیس RS-485 - آزمایش قابلیت دسترسیSlave - تعیین طول کابل شبکه - قطع شدگی کابل یا اتصال کوتاه آن - تعیین تعدادSlave های موجود و آدرس هریک

8--ماژول ارتباط مادون قرمز: - ایجاد شبکه پروفی باس بی سیم(مادون قرمز) با نام ILM - امکان اتصال چندین Slave یا چندین قسمت بدون استفاده از سیم - حداکثر برد مفید شبکه 15mو حداکثر سرعت آن 1.5 bit/s -مهمترین استفاده آن: ایجاد ارتباط با Station های سیار - دارای محفظه محکم و ایمن در برابر عوامل محیطی و صنعتی - امکان نمایش موانع در مسیر ارسال ودریافت داده توسط LED روی ILM

Master & slave Masters & Slaves در ProfiBus: Master یا Active Station:
عنصری است که (بدون نیاز به درخواست)نقل و انتقال داده در باس را کنترل می کند (ضابطه دسترسی انتقال علامت token passing) - PLCها و PCها از متداولترین Masterها می باشند.- Slave یا Passive Station : عنصری که بدون اجازه Master قادر به در اختیار گرفتن باس و نقل و انتقال داده نیست. -سنسورها،عملگرها،درایورها،تابلوها و...ازمتداولترین Slave ها می باشند.-

تکنولوژی پروفی باس Profibus Technology

تکنولوژی پروفی باس ProfiBus Technology
1- پروفایل ارتباطی:مربوط به پروتکلها و استانداردهای ارتباطی است 2- پروفایل فیزیکی:مر بوط به پروتکلها و ضوابط انتقال داده است 3- پروفایل کاربردی:مر بوط به انتخاب پروتکل و تکنولوژی انتقال برای تجهیزات مخصوص است RS-485 IEC Fiber Optic

تکنولوژی پروفی باس ProfiBus Technology
Communication Profiles Physical Profiles Application Profiles

توپولوژی شبکه پروفی باس ProfiBus Network Topology
-Factory Level -Cell Level -Field Level

Communication Profiles
پروفایلهای ارتباطی Communication Profiles

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس
پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus Profibus DP (Data Processing) Profibus FMS (Field Bus Message Specification) Profibus PA (Process Automation)

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus 1-پروفی باس DP: اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس : - مشخص كننده روش انتقال اطلاعات بين ايستگاههاي باس - براي سرعت بالا و اتصالات(HOOKUP) كم هزينه - مخصوص ارتباط بين سيستم كنترل اتوماسيون و ورودي-خروجيهاي توزيع شده، در سطح تجهیزات (Device Level) - براي جايگزين كردن انتقال موازي سيگنال با 0-20mAیا 24V

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus ویژگیهای پروفی باس DP: - استفاده از RS-485(سطح ولتاژ0و5 ولت) و فیبر نوری - Baud Rate(سرعت تبادل داده) بین 9.6 kbit/s تا 12Mbit/s(بسته به مقدار اطلاعات انتقالی) - تخصیص فقط یک آدرس(از 0 تا126) به هریک از DP-Station ها بدون نیاز به برنامه اضافی - هر Masterقابلیت مدیریت 126 Slave را دارد

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus ویژگیهای پروفی باس DP(ادامه) : - نیاز شبکه به تکرار کننده برای هر 32 Station در انتقال داده از طریق RS-485 - نیاز شبکه به تکرار کننده برای هر 32 Station در فواصل دور (100متر در 12Mbit/sیا 1200متر در9.6 kbit/s) - حداکثر طول شبکه 10km

DP - Example PLC Valve Node Modular I/O Operator Panel
The picture above shows some of the instruments on the VafTec waffle production machine. It shows a PLC, a panel, a pneumatic valve node and a modular I/O station. The PLC is the master, the other three are slaves. The modular station is expandable with both analogue and digital I/O’s . All the stations are connected to the same PROFIBUS cable

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus 1-پروفی باس FMS: اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس : - براي امور انتقال اطلاعات در سطح سلولي (Cell Level) - استفاده در امور ارتباطي بسيار پيچيده و پر هزينه - انعطاف پذيري بسيار خوب در بازه وسيعي از كاربردها

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus ویژگیهای پروفی باس FMS: - طراحی برای ارتباط با اجزا و تجهیزات پیچیده تر محوطه - امکان بکارگیری در شبکه سلهای کوچکتر(10 or 15 Stations) - Baud Rate(سرعت تبادل داده) حدود 1.5Mbit/s

SCADA PC with CITECT and PROFIBOARD
FMS - Example SCADA PC with CITECT and PROFIBOARD SIEMENS S300 PLC Moeller PLC Here again it is an example from VafTec – the waffle machine. We use FMS between the monitoring PC and the two PLCs

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus 1-پروفی باس PA: اهداف طراحی و بهینه سازی این نوع پروفی باس : - مشابه ProfiBus-DP

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus ویژگیهای پروفی باس PA: - استفاده وسیع در Field های ذاتا امن(intrinsically-safe) مثل صنایع پتروشیمی - استاندارد IEC1158-2 - رنگ آبی پوشش کابل در این استاندارد-متمایز با سایر استانداردهایProfibus-

PA - Example Flow Transmitter Level Transmitter DP/PA Coupler DP
The VafTec waffle machine uses two PA-instruments : a Level Transmitter powered through the bus, and a Flow Transmitter which has its own power (to the coils used for electromagnetic measurement of the water flow). In this example we have used a Coupler for the translation DP/PA. Each of the two PA nodes is connected to its own bus branch from the coupler.

پروفایلهای فیزیکی Physical Profiles

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus پروفایل فیزیکی : انتخاب تکنولوژی انتقال داده بر اساس فواصل مربوطه و سرعت انتقال داده سه روش انتقال داده در پروفی باس: - RS-485: جهت کاربرد های عمومی در Manufacturing Automation IEC : جهت استفاده در Process Automation - فیبر نوری : جهت استفاده در شبکه با فواصل دور و سرعت خیلی بالا

پروفایلهای کاربردی Application Profiles

پروفایلهای ارتباطی و فرمتهای پروفی باس Communication Profiles & Formats of ProfiBus پروفایل کاربردی : مربوط به رفتار تجهیزات و ایستگاههای field در هنگام تبادل اطلاعات از طریق پروفی باس است مهمترین پروفایل کاربردی پروفی باس PA می باشد این پروفایل معرف پارامترها و بلوک دیاگرام تجهیزات نظیر ترانسدیوسرهای اندازه گیری، شیرها،انکدرها،درایورها و .... است

معماری پروتکل در پروفی باس (Protocol Architecture)
معماری OSI(Open System Communication) بر اساس استاندارد ISO 7498 هر لایه انتقال اطلاعات مربوط به خود را مدیریت می کند

- لایه1(لایه فیزیکی) و مدیریت مشخصه های انتقال فیزیکی - لایه2(لایه ارتباط داده) و مدیریت پروتکلهای دسترسی به باس - لایه7(لایه کاربردی) و مدیریت توابع کاربردی

Protocol Architecture

پروفی باس DP: لایه های 3 تا 7 کاربردی ندارد پروفی باس FMS: لایه های 3 تا 6 کاربردی ندارد لایه 7شامل FMS,LLI (Lower Layer Interface) است FMS*:تعداد زیادی از سرویسهای ارتباطی Master/Master یا Master/Slave LLI *:معرف سرویسهای پروتکل انتقال داده ارائه شده FMS در لایه 2

Transmission Technology
تکنولوژی انتقال داده Transmission Technology

تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس Profibus Transmission Technology
RS-485: معمولترین تکنولوژی انتقال داده در پروفی باس انتقال داده از طریق یک جفت سیم شیلددار 32ایستگاه بدون نیاز به تکرار کننده(126 ایستگاه با تکرار کننده) سرعت انتقال داده:متغیر از 9.6 تا 12000کیلو بیت بر ثانیه طول شبکه: 1ز 100متر تا 1200 متر

RS-485 Linear bus Number of stations 32 stations without repeaters up to 127 Shielded, twisted pair cable. Plug connectors: 9-pin D sub plug connector

IEC : - سرعت انتقال داده: 31.5kbit/s در Process Automation - کاربرد وسیع در صنایع پترو شیمی - جایگزینی FISCO Model (Fieldbus Intrinsically Concept) در محدودیتهای IEC در پروفی باس در محیطهای فوق العاده خطرناک -32ایستگاه بدون نیاز به تکرار کننده(126 ایستگاه با تکرار کننده)

فیبر نوری Fiber Optic: کاربرد در محیطهایی با تداخل الکترومغناطیسی بالا کاربرد در شبکه ها با طول زیاد برای سرعت بالا Type of fiber Properties Multimode glass fiber: Medium distance range 2 – 3 km range Monomode glass fiber: Long distance range, > 15 km range Synthetic fiber :Short distance range, > 80 km range PCS/HCS fiber: Short distance range, > 500 m range

مشخصه های اصلی پروفی باس DP
Profibus-DP & Basic Characteristic

مشخصات اصلی پروفی باسDP Profibus-DP & Basic Characteristic
- طراحی شده برای تبادل اطلاعات در Field Level - ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون-نظیرPLC/PCو سیستمهای کنترل-با تجهیزات توزیع شدهField-نظیرI/O، شیرها، ترانسدیوسرهای اندازه گیری...-از نوع سریال با سرعت بالا و به طریق یا چرخه ای و گردشی می باشد - ارائه سرویس ارتباط گسترش یافته با تجهیزات هوشمند Fieldبه شکل acyclic یا غیر گردشی برای مونیتورینگ ، مدیریت آلارمها... - کارکرد اصلیDP بر اساس استانداردEN50170

1-سرعت تبادل - نیاز به تنها 1 msec در12Mbit/s برای تبادل512bits از اطلاعات ورودی و خروجی توزیع شده بین 32 Stations شکل بعد زمان معمول انتقال اطلاعات DPبسته به تعدادایستگاهها و سرعت انتقال را نشان می دهد

2- پیکر بندی سیستم و نوع تجهیزات System Configuration & Types of Devices پیکر بندی سیستم : نوع تجهیزات - Mono-Master - DP-Master Class1(DPM1) - Multi-Masters - DP-Master Class2(DPM2) - Slave

Cyclic Communication Concept مفهوم ارتباط گردشی: - کنترلر مرکزی(Master)اطلاعات ورودی را از Slaveها بطور چرخشی خوانده و اطلاعات خروجی را نیز بطور چرخشی روی آنها می نویسد - زمان Bus Cyclic باید کمتر از زمان Program Cyclic باشد(تقریبا 10ms) - قابلیت مونیتورینگ تبادل داده روی هر دو طرف Master,Slave

سرویسهای تبادل داده: غیر قابل چرخشی acyclic Send Data with/without Acknowledge ارسال دیتا با/بدون پیام تایید Send and Request Data with Reply ارسال دیتا ونیاز به پاسخ پیام تایید Cyclic (polling) چرخشی(نمونه ای)

Cyclic Data Transmission in DP

نوع تجهیزات - DP-Master Class1(DPM1): کنترلرهای مرکزی با قابلیت نوشتن و خواندن اطلاعات Slaveها - DP-Master Class2(DPM2) شامل تجهیزات مهندسی و وسایل کاربردی برای پیکربندی تجهیزات متصل، ارزشیابی مقادیر و پارامترها و تشخیص وضعیت تجهیزات - DP-Slave - نظیر تجهیزات I/O،HMI، شیرها،ترانسدیوسرها PLC PC

از خصوصیات پیکر بندی سیستم تعریف کننده موارد زیر است: - تعداد Station های قابل اتصال به Bus - تمایز بین آدرس Station ها و آدرس I/O ها - فرمت پیام - فرمت پارامترهای مورد استفاده

Mono-Master - فعال بودن تنها یک Master روی باس در حین انجام عملیات - دارای کوتاهترین Cyclic Time - اتصال چند Master به یک باس - دارای زیر سیستمهای مشابه Mono-Master و وابسته به هم

Bus Access Mono Master Master / Slave Multi Master (IEEE 802.4) PEER to PEER

DP Mono-Master System Master (Class 1) PROFIBUS Slaves
Central Controller exchanges data with the distributed peripherial devices Engineering tool is used for setup/configuration of the slaves PLC PROFIBUS Typically, PROFIBUS networks consists of the following components: The control system (PLC or PC), which is cyclically exchanging data with the distributed peripherals. These devices are called Master class 1. The analog or digital peripherals such as I/Os, drives and operator terminals. These devices are called slaves. The engineering tool used for operation and parameterization of field devices. The engineering tool is called Master class 2. Slaves Analog or digital peripherial devices such as I/O, drives, transmitters, valves or operator terminals

DP Multi-Master System
Several DP-Masters may access a DP Slave with read functions but only one Master may write to a slave DP Multi-Master systems consist of: - multiple Masters (class 1 or 2) - 1 to max. 124 DP-Slaves - max. 126 devices on the same bus DP-Master (class 2) PC CNC PLC DP-Master (class 1) DP-Master (class 1) PROFIBUS PROFIBUS-DP can also be used in a multi-master system configuration. The slide shows two active stations, one PLC and one CNC station. Each station has related input and output devices. Every active DP-Master can read input and output data from each device. The DP Master class 2 has the possibility to read the diagnostic information from all devices connected to the network. Distributed inputs and outputs Distributed inputs and outputs DP - Slaves

عملکرد سیستم System operation

رفتار عملکردی سیستم: System Behavior - Stop: هیچ تبادل داده بین DPM1 و Slaveها اتفاق نمی افتد - Clear: DPM1 اطلاعات ورودی را از Slaveها می خواند وخروجیها را در حالت نگاه می دارد -Operation: DPM1 در فاز انتقال اطلاعات است(خواندن و نوشتن) -Auto-Clear: عکس العمل سیستم در قبال خطای انتقال(مثل خرابی یکی از Slaveها) کهDPM1تمام خروجیها را تا رفع اشکال در حالت Fail-Safeنگاه می دارد

آدرس دهی Data در پروفی باس: - پروفی باس Slaveها را بصورت بلوکهای فیزیکی منطقی فرض می کند - نوع ماژولها از لحاظ ورودی-خروجی بررسی می گردد - هرData Block می تواند سایزی 256 بایت داشته باشد

مشخصه های اصلی پروفی باس FMS
Profibus-FMS & Basic Characteristic

مشخصات اصلی پروفی باسFMS Profibus-FMS & Basic Characteristic
- طراحی شده برای تبادل اطلاعات در Cell Level - ارتباط تجهیزات مرکزی اتوماسیون PLC/PC با یکدیگر - FMS Application Layer(7) - سرویس FMSزیر مجموعای از سیستمMMS بر اساس استاندارد ISO9506 است که برای کاربرد فیلدباس طراحی بهینه گردیده است FMS LLI

مشخصه های اصلی پروفی باس PA Profibus-PA & Basic Characteristic
- طراحی شده جهت استفاده پروفی باس در تجهیزات کاربردی پروسه اتوماسیون - مشابه Profibus-DP

I Control system PROFIBUS-DP Engineering Tool RS-485 or Fiber Optic
IEC (MBP_IS) PROFIBUS-PA transmitter Segment- coupler/Link PROFIBUS provides a transparent solution for communication in manufacturing, process and building automation. This is achieved by scalable communications and application profiles. The field devices in the hazardous area are connected via PROFIBUS using IEC transmission technology. The IEC technology allows the transmission of data and power for the field device using only two wires. The transition to the non-hazardous area, where PROFIBUS is used with RS-485 technology, is effected by a segment coupler or link. Parameters and limits for operation of PROFIBUS in Ex-Zones are defined by the FISCO model (Fieldbus Intrinsically Safe Concept). The FISCO model was developed in Germany by the "Physikalische Technische Bundesanstalt (PTB)" and has achieved international acceptance today. If in a PROFIBUS segment, all devices and components are certified and approved according to the FISCO model, then this part of the instrumentation need not be approved again by an Ex-certification authority. Please note: the laws may be different in some countries. 24V power

مهندسی تجهیزات Device Engineering

Device Engineering - مفهوم GSD :
-مشخصات برجسته ارتباطی تجهیزات پروفی باس در فرم دیتا شیت وسایل الکترونیکی - فایلهایGSD برای تمامی تجهیزات پروفی باس باید توسط سازنده تهیه و ارائه گردد

Device Engineering GSD در سه دسته قابل طبقه بندی است : 1-General Specification:اطلاعات مربوط به سازنده،نام تجهیزات،سخت افزارها و نرم افزارهای کاربردی،سرعت انتقال مجاز و... 2-Master-related Specification: شامل اطلاعات در مورد پارامترهایی نظیرتعداد مجاز slaveهای قابل اتصال به Master... 3-Slave-related specification: شامل اطلاعات در مورد پارامترهایی نظیرتعداد و نوع کانالهایI /O ...

GSD files permit open configuration
Standardized electronic data sheets are used to permit open, vendor- independent configuration GSD-Files contain the communication parameters EDD-files contain the application parameters Bus Configuration PROFIBUS Configuration tool PLC PROFIBUS GSD files contain the communication parameter of a PROFIBUS device such as supported Baud rates and the number of Input/Output data ..... The GSD files are created by the device manufacturer. GSD files can be downloaded from the PROFIBUS Website at A free GSD editor and checker is available from the PROFIBUS Website for download. EDD files contain the application related parameters of a PROFIBUS device such as measuring limits, measuring method, ex-classification or vendor name. A library with GSD files of PROFIBUS devices is available online at

Profibus & Siemens Example

PROFIBUS Example (Siemens Company)
S300 PLC PROFIBUS DP DI DO Part 4 – PROFIBUS Example Page Subject Siemens PLC with two slaves The PROFIBUS station address Example project – Step7 DP configuration in Step7 PROFIBUS stations in the Step7 Hardware catalog PLC-addresses - WAGO node PLC-addresses – WINblock node Ladder programming in Step7 PLC-program Proximity Sensor Binary Counter

Siemens PLC with two slaves
PROFIBUS Example : Our task is to design a system that counts the number of produced units. A proximity sensor is used to detect each part that passes on a conveyor belt The proximity sensor is attached to digital input number 4 of an 8 digital input WINblock station. We want the count to be displayed as a 4 bits binary number on the 4 diodes of the digital output WAGO station. Both the WINblock and the WAGO stations are equipped with PROFIBUS DP interface. So is also the Siemens S300 PLC that we will use for controlling the system. We connect the two slave stations (WINblock and WAGO) to the SIEMENS S300 PLC with one PROFIBUS cable as shown in the picture. We make sure that there is a powered termination in the two slave contacts (at each end of the bus), and no termination in the PLC contact. WINblock, 8DI WAGO, 4DO

The PROFIBUS station address
In a PROFIBUS network, each station must have a unique address, a number between 0 and 126. On a PROFIBUS slave, this address is usually physically set by some switches on the station. The picture above shows an example of a MURR I/O station with two wheel switches on it, one with the factor 1 , the other with the factor 10. Each one can be switched between 0 and 9. For this station we therefore have the addresses 0 to 99 available. We have here chosen the address no. 4. In the same way we can set the addresses in our excample : WAGO : PROFIBUS address = 5 WINblock : PROFIBUS address = 11

DP Configuration in Step7
In Step7, the hardware of the PLC is configured by fetching the right hardware modules from the ”Hardware catalog” in a drag-and-drop manner. The PLC that we use in this excample, CPU 315-2, has a CPU with direct DP connection. When this is configured, we are asked if we will assign this module to a network. We spesify DP and then we get a cable on the screen where we can connect the slave stations. The DP slaves are also picked from the ”Hardware catalog” (see the next page). For each station we must set the right address – corresponding to the one set on the unit (see page 3). The correct configuration for our example will look like the one shown above.

PROFIBUS stations in the Step7 Hardware catalog
The stations that we want to configure must be found in the Hardware catalog as shown above. When we get a new PROFIBUS station we must therefore first check if it is in this catalog. If not, we must install it. This is done in the Step7 Hardware configuration part (Options / Install New GSE). The GSD or GSE-file comes with the PROFIBUS station – if not, it can be downloaded from the Internet. As you can see on the previous page, one of the stations has a nice picture. When you install the GSE/GSD-file, you will be asked for the bitfile with a picture of the unit – and if you have that file, you will get the picture in the confguration.

PLC-addresses - WAGO node
When the PROFIBUS stations are configured, the PLC treats them as a part of its own hardware. That means that we can address inputs and outputs directly. If we click on a station, its heading will turn blue, and its input and output addresses are shown. We can change the addresses by double-clicking in the actual cell of the table. I Address means input address, and Q Address means output address. Above you can see that the WAGO station has the output address Q100. We can then address our four diodes by: Q100.0, Q100.1, Q100.2 and Q100.3

PLC-addresses – WINblock node
The WINblock has 8 digital inputs. In this example they are given the addresses I0.0 to I0.7 (see the above picture). Our proximity sensor will therefore have the address: I0.4 (see page 2). When all the stations are configured, we download the hardware description to the PLC.

مقایسه Comparison

The Benefits… Supervisory Level Cell Level Fieldbus Device Level
Commercial Benefits of Ethernet: High security Flexible Architecture Multiple Application Support Enterprise wide Data Access High Bandwidth Low Cost Fieldbus Device Level Cell Level Supervisory Level

Profibus in comparison with 4..20
Segment coupler 1 PLC I/O modules (1-n) Terminal block (PLC) I/O module n 1 Terminal block Transmitter power supply Distribution Panel Junction box sensor n PROFIBUS PA n PROFIBUS PA 1 coupler n PROFIBUS DP ma System PROFIBUS-PA sensor n

Temperature transmitter
Cost Savings with Profibus Magnetic Valve with two position control signals (binary) mA PROFIBUS-PA Share [%] Price [DM] Mounting 21 2380 26 1700 18 20 40 6035 35 2720 Equipment 48 5610 52 3400 56 7650 64 5440 29 4590 30 Planning 3060 16 1020 27 12 4080 2040 Starting up 5 510 340 4 850 Total 100 11560 6460 13600 8500 15980 Savings 45 % DM5100 37 % 52 % DM8330 The following numbers are based on an installation at in Cologne, Germany Pressure transmitter Temperature transmitter

Cost Savings with PROFIBUS
51% 23% 27% 22% 12% 0% 50% 100% 150% Hardware Assembly Engineering 57% (4...20mA) PROFIBUS Reference: Namur AK 3.5, Dr. Rathje, Bayer AG Notes: The use of PROFIBUS reduces the efforts in transmission technique up to 40 %. This has been proven in many successful applications. An independent study of NAMUR (German committee of chemical industry chaired by Dr. Rathje of Bayer AG) resulted in the same

20% savings in cabling costs, e.g.
Cables and cable racks Auxiliary terminal boxes and jumpering panels Switchrooms Installation time Costs Distance Central Distributed

بحثهای تکمیلی پروفی باس
1-ProfiNet 2-Profisafe

PROFINET CONCEPT Engineering, HMI Ethernet Intelligent field device Programmable controller Proxy PROFIBUS Engineering, HMI Field Device Drive Investitionsschutz ernst genommen Die Innovationskraft von über 1000 Mitgliedsfirmen haben PROFIBUS zum weltweit erfolgreichsten Feldbus gemacht. Dieser Vorsprung kann auch bei PROFInet voll genutzt werden. Bereits installierte PROFIBUS-Segmente lassen sich in PROFInet komplett integrieren. Das gesamte PROFIBUS-Segment bildet dabei eine PROFInet-Komponente. Die Proxy-Technologie lässt auch die Einbindung anderer Feldbussysteme zu und ist ein weiterer Beweis für die Offenheit von PROFInet. PROFIBUS and PROFINET are two complementary parts of PROFIBUS International automation technology

PROFINET CONCEPT Between Management and Production
TCP/IP- Ethernet Engineering HMI Tech. Module Internet Between Management and Production Within Production Integration of PROFIBUS

مفهوم PROFISAFE مشخص می کند که چگونه تجهیزات Fail-Safe نظیرPush Buttons ،شبکه روشنایی...از طریق پروفی باس بهDPM1 متصل می شوند

PROFIBUS DP + PROFINET IO
PROFIsafe and IEC 62061 PROFIBUS DP + PROFINET IO

Reference www.fieldbus.org www.profibus.com www.iec.ch
DCSmIndustrial Network Principles, Dr.S.H.Sabzpoushan,Dr.M.Jahed

Special thanks For Your Attention

ProfiBus (Process Field Bus)

Similar presentations

Presentation on theme: "ProfiBus (Process Field Bus)"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback

Log in

Auth with social network:

ProfiBus (Process Field Bus)

Similar presentations

Presentation on theme: "ProfiBus (Process Field Bus)"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback