Profibus

Unidad Acadйmica Confluencia

PROTOCOLO DE COMUNICACIУN PROFIBUS

Grupo: IDESIC, Investigaciуn y desarrollo de sistemas de instrumentaciуn y control

Director: Ing. Gustavo Monte

Alumno: Roberto Espinoza

Aсo: 2005

INTRODUCCIУN

Los buses de campo son sistemas de comunicaciуnes industriales que usan una gama de medios de comunicaciуn como el cable de cobre, la fibra уptica o radiofrecuencia, con la transmisiуn serial de bits en forma sucesiva para acoplar dispositivos de campo distribuidos (sensores, actuadores, controladores, transductores, analizadores etc.) a un sistema de control central. La tecnologнa de buses de campo fue desarrollada en los aсos 80 con el objetivo de sustituir a la central de cableado paralela y a la transmisiуn de seсal analуgica (interfase 4-20 mA) con la tecnologнa digital. Debido en parte, a las distintas demandas especнficas de la industria y las soluciones preferidas por propietarios de grandes fabricas, se establecieron en el mercado varios sistemas de buses con diversas propiedades. Las tecnologнas claves ahora son incluidas en normas recientemente adoptadas, tales como la IEC 61158, la IEC 61784 y la EN 50170. PROFIBUS es una parte incorporada de estos estбndares internacionales.

ROFIBUS es un sistema de comunicaciуn digital abierto, con una amplia gama de usos, en particular en los campos de la fabrica y automatizaciуn de procesos. PROFIBUS es conveniente tanto para usos rбpidos, crнticos de tiempo como para tareas de comunicaciуnes complejas.

Edificado sobre un extensible y eficiente protocolo de comunicaciones, acoplado con el desarrollo de numerosos de perfiles orientados a aplicaciуn y un rбpido crecimiento del nъmero de dispositivos, PROFIBUS se ha convertido en una ventaja inicialmente en la automatizaciуn de fabricas, y desde 1995, en procesos de automatizaciуn. Hoy en dнa, PROFIBUS es el mayor bus de campo del Mercado mundial con mбs del 20% de este, aproximadamente, 500.000 plantas equipadas y mбs de 5 millones de nodos. Actualmente hay mбs de 2000 productos PROFIBUS disponibles para un amplio rango de aplicaciones y existen mбs de 3'5 millones de dispositivos PROFIBUS instalados en mбs de 350,000 aplicaciones.

Profibus especifica las caracterнsticas tйcnicas y funcionales de un

sistema de bus de campo serie al cual pueden conectarse controladores digitales descentralizados desde el nivel de campo hasta el nivel de cйlula.

En Profibus se distingue entre dispositivos maestros y esclavos:

Los maestros determinan la comunicaciуn de datos en el bus. Un maestro puede enviar mensajes, sin necesidad de una peticiуn o solicitud externa, cuando posee los derechos de acceso al bus (token) . A los maestros tambiйn se les da el nombre de estaciones activas en el protocolo Profibus. Los esclavos son elementos de la periferia. Los esclavos tнpicos incluyen dispositivos de entrada/salida, vбlvulas, transmisores de medida, actuadotes etc. Йstos no tienen derechos de acceso al bus y sуlo pueden acusar los

mensajes recibidos o enviar mensajes al maestro cuando йste asн lo requiere.

A los esclavos tambiйn se les da el nombre de estaciones pasivas. Dado que sуlo les es necesaria una pequeсa parte del protocolo del bus, su aplicaciуn es especialmente econуmica y sencilla.

La velocidad de transmisiуn de este protocolo puede oscilar desde los 9.6Kbits/s hasta alcanzar un mбximo de 12 Mbits/s en algunos elementos de Profibus-DP. Tambiйn la longitud mбxima de la red es variable, dependiendo del medio fнsico utilizado:

_ hasta 9km con medio elйctrico.

_ hasta 90km si se utiliza fibra уptica de vidrio.

El nъmero mбximo de estaciones es 127 entre maestros y esclavos, direccionadas desde la 0 a la 126.

VARIANTES DEL PROTOCOLO PROFIBUS

La familia Profibus estб formada por tres versiones diferentes pero compatibles entre sн:

_ Profibus DP

_ Profibus FMS

_ Profibus PA

Cada una de estas variantes tiene aplicaciуn en diferentes бreas de acuerdo a sus prestaciones (ver cuadro de zonas).

Profibus DP: Descentralized Perifery (Periferia Descentralizada), especificado en la norma DIN E 19245, Parte 3. Esta variante fue dimensionada para enviу de datos a altas velocidades de transferencia (hasta 12 Mbits/s) y reducidos tiempos de reacciуn (hasta 1 ms). Es el perfil del protocolo para el acoplamiento, mando y control directo de:

* dispositivos inteligentes de campo (p. ej. arrancadores de motor, accionamientos, analizadores, reguladores de proceso o paneles) y

* estaciones perifйricas descentralizadas (E/S remotas tales

como ET 200M, ET 200iSP o ET 200S).

Mediante la combinaciуn de los mecanismos estбndar de comunicaciуn

de PROFIBUS y un perfil HART especial para mapear en PROFIBUS es posible integrar en redes PROFIBUS DP existentes (o nuevas tambiйn) el gran nъmero de instrumentos HART ya instalados en el mercado.

Utilizando tecnologнa elйctrica RS485 o fibra уptica PROFIBUS DP puede llevarse de forma estбndar hasta la zona 2. Utilizando tecnologнa de transmisiуn RS485-iS y un aislador galvбnico (acoplador RS485-IS) es posible llevar PROFIBUS DP hasta la zona 1 en calidad de bus de campo de seguridad intrнnseca.

Profibus PA : Process Automation (automatizaciуn de procesos), es la ampliaciуn de Profibus DP compatible en comunicaciуn con una tecnologнa que permite aplicaciones en el бrea Ex. El sistema de transmisiуn de Profibus-PA

cumple la normativa internacional IEC 1158-2.

PROFIBUS PA permite