Протокол Profibus DP

0:07 Всем привет, друзья, в этом видео мы поговорим с вами о промышленной сети профи Бас, которая базируется на полевом уровне системах, автоматизации и управления технологическими процессами. Давайте сейчас разберем с самого начала всю нашу предстоящую тему.

0:29 В настоящее время сеть профибас очень широко распространена и используется в качестве 1 из основной промышленной сетью многими производителями система автоматизации, которая использует. В свою очередь, последовательную связь устройств профи Бас состоит из 3 совместимых версий. Это профи бас ди Пи Па и ФМС, эти версии создавались для использования их в определенных. условиях, например, профиба спа используется на особо опасных промышленных объектах и использую технологию синхронной передачи данных с заданной скоростью в 31 и 25 килобот с. применением манчестерского кодирования и питанием от шины. Технология МВП профибас ФМС используется на объектах, где предъявляется более серьезные требования к передаче и объему данных.

1:31 Но в последнее время эта версия не применяется, так как появились профинет и индастриал изернет. Но здесь важно отметить, что против вас дипи и ФМС обладает. Единой технологией передачи данных и единым протоколом доступа. И наконец, профи бас ди Пи, в дальнейшем мы будем рассматривать только его профивас ди Пи это. Полевая шина для децентрализованной периферии децентрализованной означает, что все наши устройства расположены в поле, это модули ввода вывода устройства. Плавного пуска преобразователи, расходомеры и так далее, а командный пункт для их управления находится в каком либо определенном месте, например, в серверной.

2:29 И сейчас давайте рассмотрим основные уровни сети профи бас в соответствии с сетевой моделью стека о С. И которая определяет построение сети, начиная от сетевых интерфейсов? И заканчивая программным обеспечением промышленных контроллеров из этого рисунка. Видно, что 1 уровень определяет физический интерфейс, это среда передачи, способ. Кодирования, скорость передачи данных и так далее 2. Уровень определяет метод доступа к шине, формирование телеграмм для обмена данными и безопасность наших данных и. Далее идут уровни, которые не входят в модель стека, но являются равноправным расширением протокола профи Бас Ди Пи. Это функции протокола, специальные и общие профили.

3:32 Эта модель стека, наверное, является темным лесом для тех, кто еще не работал с промышленными сетями, поэтому не стоит сильно заморачиваться по. Этому поводу просто знайте, что эта модель есть, и в дальнейшем мы с вами разберем все по уровням, и у вас сформируется общее представление.

3:59 Рассмотрим все по порядку, начиная с 1 уровня, он у нас определяет способ физической передачи данных. Это может быть витая пара оптические или беспроводные каналы связи, остановимся на более распространенной среде. Передачи Витая пара в нашем случае используется уже бывалый и всеми любимый 485 интерфейс. В качестве проводника у него используется экранированная витая пара, разъем девятипиновый для соединения с устройством д. САП.

4:39 Схематично разъем выглядит следующим образом. В котором уже имеется терминальный резистор и диппереключатель для его активации. Также есть разъемы с дополнительным выводом для соединения с программаторами или диагностики и параметрирования.

5:11 Профибасс дипи под 485 интерфейсом используют полудуплексный асинхронный метод передачи, а данные передаются НРЗ кодом в 11 битном кадре. Аптек полудуплексный, значит, что. Когда передатчик передает сообщение, в нашем случае это телеграмма приемники или приемник слушает. А потом они меняются местами, Асинхронный означает, что мы можем передавать. Наши данные в разные промежутки времени. Самое главное, чтобы у нас был стартовый из топовой биты НРЗ, аббревиатура обозначает, как не возвращает, 0 то есть нулевого значения. Дифференциального напряжения между линией, а и б не будет, будь это логический 0 или единица. Рассмотрим, как же все таки передаются информация по нашей линии, приемник? И передатчик работают на 1 частоте, 1 скорость передачи данных. В то время, когда по линии не передаются данные, она находится в активном состоянии, высокий уровень напряжения. Единица далее, когда мы пересылаем телеграмму, она начинается со стартового бита. Это низкий уровень сигнала после стартового бита передаются сразу 8 бит данные 1 Байт. Сразу же без промежутков после идет бит паритета так называемый вид контроля четности и завершает наш караван с топовый бит. Вот таким способом у нас передаются катры, это. Способ применен ко всей телеграмме, будь это область данных или заголовок. Неважно, в дальнейшем мы затронем этот момент еще раз при формировании нашей будущей телеграммы.

7:33 И наконец, мы добрались до 2 уровня. Поздравляю тех, кто еще остался, и не кидается тапками в монитор. И сейчас мы перейдем на сетевой уровень модели О С. И. Этот уровень определяет метод доступа к шине формирования телеграмм для обмена данными и безопасность наших данных. Сеть профи бас ди Пи может быть 1 мастерной, так и много мастерной рассмотрим с вами многостерную сеть.

8:13 У нас есть мастера различного класса, а точнее 1 и 2 мастер 1 класса. Обычно центральный контроллер, который обменивается циклически постоянно в 1 и тот же промежуток времени. Информации с каждым слейвом или специально выделенным для него также в сети находится мастер 2 класса. Это обычное устройство для обслуживания наладки и диагностики, например.

8:48 Если мы подключаемся онлайн к сеть профи бас ди Пи, которая опрашивается мастером, то мы становимся мастером 2 класса, всего в сети могут. Находиться до 126 устройств и не более 32 в 1 сегменте, следовательно, чтобы подключить все 128 устройств нам понадобится 4 повторителя для. Того, чтобы многомастерная система работала каждому мастеру, нужно получить права для доступа в нашу сеть, но если каждый одновременно будет. Опрашивать то получится какая то неразбериха и вызовет так называемый коллизии, при которых сообщения будут налаживаться друг на друга.

9:42 И чтобы это исключить в сети, используется метод передачи маркера каждому мастеру от предыдущего на определенное время с меньшего адреса постарше и тем самым каждый мастер. Может, опрашивать Слейвы или других мастеров? После того как маркер был передан, мастер переходит в режим приема и отсчитывает время для следующего получения маркера, а если мы? Отсоединились от сети как мастер 2 класса, то маркер передавать больше некому, но мастер 1 класса убедится и проверит повторной передачи телеграммы и если не обнаружит активных. Участников то будет передавать маркер сам себе до следующего нашего прихода. Вот так работает многостерная система профи бас ди Пи, рассмотрим характеристики профи бас ди Пи.

10:53 Пи, мастер 1 класса, ведущее устройство, использующее постоянный циклический обмен данными с подчиненными устройствами. Они записывают и читают такие данные, как. Скорость обмена, время тайм аута и так далее записывает данные конфигурации системы. Параметры блоков, диагностические данные профибас депи, мастер 2 класса, это ведущие. Устройства, такие как программатор, компьютер, панели, которые получают данные к сети на ограниченное время и используют ациклический обмен данными для записи и чтения. Под ациклическим подразумевается, например, мы взяли программатор, подключились в сеть, считали нам необходимые данные и потом отключились, значит, не постоянно по времени.

11:47 Разберемся более подробно, что значит циклический и ациклический обмен данными, и для чего вообще это нам нужно. Допустим, у нас есть сеть мастер 1 класса контроллер, мы сконфигурировали профи Бас Ди Пи. Сеть установили адреса каждому Слейву, определили, какие слейвы будут опрашиваться после. Мы запустили наш контроллер мастер 1 класса, и он в это время начинает установку связи со всеми слейбами, которые мы ему задали, начиная с младшего номера по адресу до старшего.

12:38 Наш мастер делает инициализацию по адресу параметрирование для режима работы. Мастер Слейд и далее определяет телеграмму конфигурирования для определения размера обмена данными. И за счет этого он убеждается, что все Слейвы готовы к работе.

13:02 И то, что их конфигурация соответствует той, что хранится у мастера, то есть на контроллере, и отсюда вытекает вопрос, как мастер узнает, с каким устройством он работает в сети.

13:23 Просто каждый производитель устройства, которая поддерживает подключение по шине профибас, изготавливает в электронном виде. Джи Эс Дэ Файл, который как раз и идентифицирует это. Устройство всю его конфигурацию. Это такие параметры, как производительность, скорость обмена поддерживаемая длина телеграм, входные выходные, данные, формат данных и так далее, их много.

13:54 В итоге получается, что мастер берет все необходимые данные в процессе запуска с ДСД файла и листа адресов слейфов и параметров шины в нашей сети. И после этого он уже переходит в обмен телеграммами данных ходовых ходов после параметрирования. Наш мастер начинает циклический обмен данными, последовательно, с каждым Слейпом, какие это будет данные. Мы разберемся с вами немного позже, а теперь давайте рассмотрим, что будет, если мы подключим в нашу сеть мастер 2 класса Итак.

14:42 Наш контроллер с постоянной времени цикла считывает и записывает переменные устройств. Но когда мы подключаем наш ноутбук? Для проведения, например, диагностики или параметрирования, то здесь начинает действовать передача маркера на определенное время. Эта передача задается пользователем. За этот промежуток времени как маркер был передан мы ациклические производим обмен данными с необходимыми слейвами. В итоге у нас получается, что в конце каждого цикла, когда мы получаем маркер, мы производим ациклический обмен, который имеет низкий приоритет и может продолжаться далее в следующем цикле.

15:41 Если отведенного нами времени не хватило время цикла и промежуток для ациклического обмена можем установить в настройках. Например, степ 7 это устанавливается в Хадвея. Теперь давайте рассмотрим структуру телеграммы профи бас, данные передаются по инициативе мастера. Он запрашивает и получает ответ. Как мы помним, мастер отсылает запрос в виде телеграммы эти. Телеграммы состоят из символов его Арт символов. Этот символ, в свою очередь, состоит из 11 бит, который включает 8 бит данных, старт столббиты и бит четности. Это мы уже знаем и разбирали до этого.

16:34 Телеграмма в профи бас может содержать до 244 байт + 11 байт заголовок и всего получается. Телеграмма содержит 256 Байта. 256 Байт, это достаточно много для сообщения, и поэтому профибас малоэффективен для малого количества данных. Но он как раз и создавался для такого количества данных, чтобы за 1 цикл можно было взять.

17:10 Как можно больше информации со Слэйва? В общем случае телеграмму можно разделить на 3 части. Это заголовок, область данных и оконцовка. Еще скажу важный момент, когда мы применяем профи бас на практике. Например, связь с преобразователем частоты от контроллера, то мы работаем только с областью данных, эта область строится ППО. Область в соответствии с профилем, который мы рассмотрим дальше и узнаем еще больше о нем. На практике общий формат нашей телеграммы состоит из отдельных клеток, которая несет определенную. Функцию каждая клетка несет в себе 1 байт полезной информации, кроме области данных ПДУ. В ней находятся данные от 1 до 244 Байт. Как мы помним, наши данные передаются в НРЗ Коде непрерывным. Потоком, начиная со стартового разделителя СД, который говорит Слейбу о начале телеграммы и ее формате. В кофе Бас имеется 4 типа разделителя для запроса и ответа, и 1 для короткого подтверждения.

18:42 Далее эти форматы сообщений мы будем рассматривать. А сейчас рассмотрим структуру сообщения. И Л. е. р. Эти кадры говорят о длине телеграммы Д. А. И. С. А. содержат 8 бит информации адресов мастера и Слейва. Когда мастер отсылает телеграмму, он свой адрес ложит в С. А. А. Адрес Лейва Д. А. А. При ответе Слейва действует также, ну наоборот, другим образом.

19:23 Далее идет код функции, который говорит, какого типа будет телеграмма, запрос, ответ или диагностика. Также он говорит тип станции Мастер Слейф и приоритет сообщения Точка доступа получателя и отправителя. Они говорят нам о том, какие данные будет. Передаваться или какая функция будет выполнена? Сервис точки доступа могут использовать телеграммы только с областью данных, область, данных ПДУ.

20:03 Сама область данных содержит необходимые данные для запроса или ответа и завершает нашу телеграмму. Это проверка контрольной суммы и конечные разделители, у которого фиксированное значение 16 шестнадцатеричном формате.

20:25 А сейчас давайте вернемся к стартовому разделителю и определим, какие форматы. Телеграмм можно выделить 1 телеграмма, это телеграмма без данных фиксированной длиной. Мастер отсылает эту телеграмму для новых. Активных станций следующий формат телеграммы это СД 2 с переменной длиной для запроса и ответа входных и выходных данных от Слэйва в 1 цикле 3 телеграмма с фиксированной длиной СД, 3 где область данных всегда. Равна 8 Байтам и 2 крайних телеграммы, это телеграмма Маркер и телеграмма короткого подтверждения для профи Бас Ди Пи. Короткое подтверждение может быть только в негативном варианте телеграмма Маркер это. Телеграмма служит для обмена маркером, отправляется мастеру. Например, 2 класса далее мастер 2 класса отправляет запрос Слейву, например, телеграммой с фиксированной длиной данных. Он получает в таком же формате ответ.

21:47 И после передает телеграмму маркер другому мастеру. Разберем, как у нас происходит обмен информацией при запуске контроллера, которые находятся в сети со Слейвом. При 1 включении Слейд инициализирует себя и определяет скорость для коммуникации, если адрес от 0 до 125 был установлен. То он переходит в состояние параметрирования, если нет и адрес установлен по умолчанию. 126 Тогда Слей будет ожидать установки адреса. Кстати, мастер 2 класса использует сервис 55 в заголовки телеграммы для изменения адреса также. Адрес можно изменить через Ди переключатель или при помощи внешней панели устройства. После происходит параметрирование, где мастер отсылает телеграмму параметрирования, которая скажет Слейву, кто является мастером и также определит. Режим работы телеграмма параметрирования содержит минимум 7 байт информации, которая включает сторожевой таймер. Фриз Мод, время ответа, адрес мастера и так далее. Какой сервис будет выполнен, определяется по следующей таблице?

23:19 После того как параметризация прошла успешно, Слейф ожидает телеграмму конфигурации, которая определяет количество входных и выходных. Байтов в телеграмме при обмене с мастером. И наконец после параметрирования и конфигурирования мастер начинает обмениваться данными со слейвом циклически. При этом количество входов и выходов было уже определено при конфигурировании. В в заголовке телеграммы отбрасывается сап и де Сап сервисы, и она содержит 9 байт, а не 11, а область. Данных содержит от 1 до 244 байт, которые определены пользователям, рассмотрим еще такой пример. Допустим, мы подключили контроллер, он мастер 2 класса и хотим прочитать данные со Слэйва.

24:25 Тогда во время ациклической передачи данных выделяемый промежуток времени. Мы отправим телеграмму, где функция САП будет 56, а д. САП 62 на чтение входов, а в ответе придет такая же телеграмма. Но + еще с областью данных от Слэйва.

24:53 На этом давайте остановимся со 2 стыковой модели ОС и и перейдем к функциям протокола профит баз, так как система автоматизации на производстве не стоит на месте и. Промышленные сети, безусловно, входят в эту категорию, то к ним предъявляется с каждым годом все жесткие и жесткие требования в плане надежности, ремонтопригодности диагностики. И производительности в целом соответствии с этим функциональные возможности протокола профи БАС выросли и в настоящее время доступны в 3 вариантах. Это ди Пи Вэ 1 и. Ди Пи Вэ, 2 каждая версия имеет свои особенности и характеристики, но в то же время они подходят друг для друга и могут работать в 1 сети, например, если мастер будет.

25:51 С версией Ди Пи в 1 то он без ограничений может работать с дипи в 0 с Лейбом, и наоборот просто будут недоступны. Некоторые функции, которые поддерживает Ди ПИ ПИ П 1, что значит функции в протоколе профиль баз. Если мы приведем примеры из Мосбас протокола, то там тоже есть функции из области ПДУ, которые говорят, какую операцию должно выполнить устройство. Это чтение, запись диагностика и так далее в протоколе против. Вас в общем случае тоже самое у нас есть функции общие и расширенные, которые тоже говорят устройству. Какое действие необходимо сделать против вас? Эта функция находится в заголовке телеграммы и называется. Точка доступа сервиса САП, который, как мы помним, говорит, какие данные будут переданы и какая функция будет выполнена. Только это относится к телеграммам с областью данных, например, если мы хотим отправить.

27:10 Телегму для установки адреса Слейву то САП будет 37 в шестнадцатеричном формате, функция будет сет стлей адрес. Если захотим прочитать входные данные со Слэйва, то. САП будет равен 38 16 личной формате, функция Рид инпут и так далее. Разные функции, такие, например, как для диагностики, параметрирования, конфигурирования, много функций.

27:46 И далее перейдем к рассмотрению версии профи бас для функции. Их у нас 3 1 это депивы 0. Версия обеспечивает базовыми функциями, такие как циклический обмен данными диагностика конфигурирования, и эта версия не поддерживает ациклический обмен. Следующая версия-это 2 ди Пи в 1. Эта версия с расширенными функциями, которая включает в себя дополнительные функции ациклического обмена данными. При этом мы можем параметрировать и конфигурировать устройство в режиме реального времени, когда она находится в работе.

28:37 Также эта версия поддерживает дополнительную диагностику алармы формы и всякого рода статусные сообщения. И наконец 3 версия, это 2 эта версия поддерживает такие функции, как коммуникация Слейф. Ту Слейф, в этом случае Слейф уже набрался большого опыта и отсылает телеграммы всем участникам сети, представьте.

29:08 Далее у нас идет функция асинхронного контроля, что повысило эффективность в позиционировании, это большой +. И такие функции, как синхронизация времени, и там еще много разных функций, которые можно посмотреть в справочнике. И перейдем к завершающему этапу в изучении протокола профи Бас Ди Пи и кратко рассмотрим с вами профили самого протокола в общем случае. Профили используются для определения свойств и поведения определенных устройств в сети. В свою очередь устройство относится к другому.

30:00 Определенному профилю на самом деле на самом деле там профилей достаточно много, они разные, более подробную информацию можно узнать с интернета на сайтах. Они там довольно таки хорошо описывается. И сейчас давайте остановимся более подробно на профиле. Это 1 из наиболее известных профилей, который определяет поведение и обмен данными для двигателей переменного тока, например, в профиле профи, драйв, обмен данными по стандартным телеграммам эти. Телеграммы различают между собой и областью данных, область, данных ППО, и каждый производитель выбирает сам, какой вид телеграммы. Он будет использовать в соответствии с профи драйв профилем в.

31:04 В буквальном смысле область данных ППО делится на данные процесса ПЗД и данные параметра ПКВ. Нас как пользователей будет интересовать выбор типа телеграммы в зависимости от задачи и реализуемых функций. На этом давайте остановимся в изучении протокола против вас дипии. В следующем выпуске мы уже конкретно будем рассматривать управление приводом. Сина, мисс Джи, 120 и как раз разберемся с такими телеграммами, которые поддерживает этот привод.

31:51 Надеюсь, это видео было для вас полезно всем. Спасибо за внимание, не забываем подписываться на канал, ставить лайки и увидимся в следующих видео счастливо.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.