profibus dp

1. Kommunikation inom
automation
Alla delar i dagens
automationskoncept, såväl system
som alla dess delar, måste ha
kapacitet att kommunicera och ha
enhetliga kommunikationsvägar.
Kommunikationen ökar hela tiden
såväl horisontellt på fältnivå som
vertikalt genom flera hierarkiska
nivåer. Beprövade och väl
koordinerade
industriella
kommunikationssystem som
PROFIBUS, med interface nedåt till
AS-interface och uppåt till Ethernet
(via PROFInet) (se bild 1), ger de
ideala förutsättningarna för transparenta
nätverk i alla produktionsprocessens
delar.
1.1 Industriell
kommunikation
På givare och ställdonsnivå
Signalerna från digitala givare och
aktorer överförs på en givarbuss. En
sådan buss bör ha mycket enkel
installationsteknik och på samma
buss bör både data och
strömförsörjning överföras. AS-
Interface är en sådan buss och
lämpar sig väl för detta
applikationsområde.
På fältnivå
Fältenheter och decentral periferi,
som I/O-moduler, transmittrar,
drivutrustning, analysinstrument,
ventiler och operatörspaneler,
behöver kommunicera med
automationssystemet med ett
kraftfullt kommunikationssystem i
realtid. Processdata skall överföras
cykliskt medan tillkommande
interrupt, parametrering och
diagnosdata överförs acykliskt
Automation
Administration
Enterprise
Production Produktion
Field Fältkommunikation communications Datakommunikation
communications
Bild. 1: Kommunikation i automationsteknologi
behovs- och händelsestyrt.
PROFIBUS uppfyller dessa kriteria
och ger en universell och enhetlig
lösning för både verkstads- och
processautomation.
På cellnivå
Styrsystem, både PLC:er och
industriPC kommunicerar med
varandra och med IT-system i
kontorsvärlden. Denna kommunikation
sker med standard, som
Ethernet, TCP/IP, Intranet och
Internet. Informationsflödet kräver
stora datapaket och en uppsättning
kraftfulla kommunikationsfunktioner.
På samma sätt som PROFIBUS
uppfyller kraven på kommunikation
på fältnivån så ger det Ethernetbaserade
öppna, tillverkaroberoende
automationskonceptet
PROFInet en trendsättande lösning
för cellnivån.
I fortsättningen skall vi ge en
detaljerad beskrivning av
PROFIBUS som den centrala vägen
för informationsflödet i
automationen. För en beskrivning
av AS-Interface hänvisar vi till
annan litteratur. I kapitel 8 finns en
kort beskrivning av PROFInet.
Fältbussar
Industriella kommunikationssystem
som överför signaler och information
på en rad olika media:
kopparkabel, fiberoptik infrarödeller
radioteknik. De använder en
bitseriell överföringsteknik för att
sammankoppla decentralt spridda
fältenheter (givare, aktorer, drivutrustningar,
transmittrar …) med
centrala styrutrustningar eller
övervakningssystem.
Fältbussteknologi utvecklades på
80-talet med syftet att ersätta det
tidigare systemet med centralt
PROFInet IEC 61158/61784
PROFIBUS IEC 61158/61784, EN 50170
AS-Interface EN 50295
Cellnivå
level
Field Fältnivå
level
Givarnivå
level
parallellt anslutna signaler och
analog signalöverföring (4-20 mAeller
+/- 10V-interface) med digital
teknik. På grund av olika
industrirelaterade behov, olika
användningsområden och vissa
stora tillverkares egna lösningar
finns idag ett flertal bussystem på
marknaden, alla med olika
egenskaper och mer eller mindre
öppna. De viktigaste systemen finns
nu inkluderade i internationell
standard IEC 61158 och IEC 61784.
PROFIBUS är en integrerad del av
standarden.
Helt nyligen har också
Ethernetbaserade kommunikationssystem
fått en specifikation för
användning i industriell automation.
De ger ett brett register av
funktioner för enhetlig kommunikation
mellan industriell automationsnivå
och administrativ nivå.
PROFInet är ett sådant exempel på
Ethernetbaserad kommunikation.
Utveckling och spridning av
fältbussystem på marknaden kräver
koordination. Detta har gjort att det
uppstått en rad
användarorganisationer bestående
av tillverkare, användare och
institutioner. PROFIBUS User
Organisations med PNO i Tyskland,
PTO i USA, PiS i Sverige och så
vidare i mer än 23 länder samlas
under sin paraplyorganisation
PROFIBUS International (PI) för
både PROFIBUS och PROFInet.
Användarfördelar
Ny- och ständig vidareutveckling av
fältbussteknologi motiveras av
nyttan för användaren. Detta visar
sig framförallt i en förbättrad
“livstidsekonomi”, en bättre
“tillgänglighet” och “kvalitetsförbättringar”
vid både installation,
drifttagning och under automationsanläggningens
drift för hela dess
livstid. Fördelarna uppnås genom
snabbare och säkrare konfiguration,
mindre kablage, enklare
programmering, dokumentation,
montage och installation men även
genom en ökad produktivitet.
Speciellt stora vinster får man
genom en minskning av
”livstidskostnaden” för anläggningen
genom högre tillgänglighet och
minskad risk för icke planerade
stopp. Detta uppnås tack vare
regelbunden diagnostiks information,
planerat förebyggande
underhåll, enkel parametrering
under drift, enhetlig datahantering
och produktionsstyrning för att bara
nämna några faktorer.
PROFIBUS Teknologi och användning 1