در مورد PROFIBUS

در بين تكنولوژيهاي موجود در سيستمهاي كنترل و ابزاردقيق ، سيستم پروسس فيلدباس يا پروفيباس (Profibus) داراي كارايي بالاتر بوده و در صنعت از مقبوليت بيشتري برخوردار شده است.
ظهور اين تكنولوژي در ابتدا جهت جايگزيني سيستم ديجيتال بجاي سيستم آنالوگ 20-4  میلی آمپر بود واز سال1980 با پيدايش تجهيزات هوشمند ، روند تكميل و توسعه اين تكنولوژي شتاب بيشتري يافت. اين تجهيزات با استفاده از ميكروپروسسور و مدارات جانبي ديگر، قابليت انتقال اطلاعات بيشتري نسبت به ديگر تجهيزات دارند. مشكل ارتباطات آنالوگ متعارف كه در واقع گلوگاه سيستمهاي پروسس مي باشد، توسط اين ارتباط ديجيتال برطرف شده است.
فيلد باس يك اصطلاح عام براي توصيف شبكه هاي ارتباطي ديجيتال جديد در صنايع ميباشد،كه جايگزين سيگنالهاي آنالوگ 20-4  میلی آمپر ميگردد. در اين شبكه هاي ديجيتال انتقال اطلاعات دو جهته بوده و اطلاعات بصورت سريال منتقل ميگردد. مي توان تجهيزات مختلفي از قبيل كنترلرها، مبدلها ، اكچويتورها ، سنسورها ونظير آنها را به شبكه متصل نمود. نصب تجهيزات در اين شبكه از هزينه پايينتري نسبت به روشهاي ديگر برخوردار مي باشد. هر وسيله داراي فانكشنهاي ساده اي جهت تشخيص عيب ، كنترل و نگهداري خود ميباشد. با اين تجهيزات مهندسين نه تنها قادر به ايجاد ارتباط با وسائل فيلد باس خود را دارند بلكه قادر به ايجاد ارتباط با ساير شبكه ها نيز ميباشند. قابليتهاي بالاي فيلدباس باعث شده كه سيستمهاي كنترل متمركز جايگزين سيستمهاي گسترده كنترل شده و با توجه به جايگزين شدن اين تكنولوژي بجاي سيستمهاي  20-4  میلی آمپر موجود ويژگي ارسال و دريافت اطلاعات بصورت ديجيتال باعث ارتقا كيفيت ارتباط شده است . استفاده از سيستم فيلدباس باعث كاهش هزينه ها و افزايش راندمان ميگردد. يك ويژگي مهم اين شبكه ها استفاده از تنها يك زوج سيم تابيده جهت اتصال تجهيزات كنترلي به آن ميباشد. درصورتيكه در سيستمهاي آنالوگ هر ديوايس بايد باسيمهاي مجزا به مركز كنترل مرتبط گردد. هرتجهیز فيلد  مي تواند عمليات كنترل خود و نيز تشخيص عيب و نگهداري خود را بعهده بگيرد پس مي توان نتيجه گيري كرد كه در صورت نياز به تعمير و يا نياز به كاليبره شدن ، تجهیز مي تواند گزارش لازم را ارسال نمايد كه اين باعث افزايش راندمان وكاهش حجم نگهداري سيستم ميشود.

 
مزاياي استفاده از فيلد باس
مزاياي فيلدباس درتمام دوره زندگي كارخانه شما مشهود ميباشد. در هنگام طراحي و نصب، در هنگام عمليات و تعمير و نگهداري، همچنين قابليت تعويض پذيري ( Interoperability ) نيز به آنها اضافه ميشود.

طراحي و نصب
در سيستم فيلدباس دستگاههاي زيادي ميتوانند فقط با يك زوج سيم تابيده به يكديگر متصل شوند. بدين معني كه به كابل و سيم كمتر ، به Safty barrier كمتر و نيز به Marshaling box كمتر نياز بوده و در نتيجه هزينه نصب كاهش مي يابد . همچنين اتصال چندين تجهيز به يك باس منفرد باعث كاهش ورودي/خروجي تجهيزات كنترلي كه در برگيرنده كابينت و منبع تغذيه و Card files است ميشود.

تعمير و نگهداري
استفاده از فيلد باس ميتواند انقلابي در عمليات تعمير و نگهداري شما ايجاد كند. اين مفهوم كه هر تجهيز قادر به تست خود و نيز ارتباط (توسط سيستم ميكروپروسسوري خود ) با فيلد باس را دارا ميباشد باعث ميشود كه ضريب اطمينان كارخانه و نيز زمان تعطيلي بعلت خرابي دستگاهها شديدا كاهش يابد. شما ديگر نيازي به ارسال تعميركار جهت چك كردنتجهيزهايي كه احتمال خرابي آنها را ميدهيد، نمي باشيد زيرا درسيستم فيلد باس هنگام خرابي ، هر دستگاه گزارش خطا را ارسال مي نمايد.

استانداردهاي فيلد باس

امروزه استانداردهاي متعددي براي فيلدباس وجود دارد كه هركدام از اين استانداردها توسط سازنده هاي متفاوت در زمانهاي مختلف و نيز براي مقاصد گوناگون طراحي و بوجود آمده اند . انتخاب فيلدباس مناسب بستگي به كاربرد آن در صنعت خاص خواهد داشت.

Profibus DP:
پروتكل Profibus DP مشخص كننده روش انتقال اطلاعات بين ايستگاههاي باس ميباشد . اطلاعات كاربر در پروتكل ارزيابي نشده بلكه آنها در پروفايل Profibus DP مشخص ميشوند. سازنده هاي پيشرو در ساخت درايو بصورت مشاركتي يك پروفايل بنام پروفي درايو PROFIDRIVE را تعريف نموده اند كه در آن نحوه پارامتريزه شدن درايوها و نيز نحوه انتقال تنظيمات درايوها و مقادير اندازه گيري شده مشخص شده اند. 

LonWork:
تكنولوژي فوق توسط شركت Echolon توسعه يافته و در اكثر كاربردهاي صنعتي ، اتوماسيون ساختمانها ، كنترل الكترونيكي و صنايع پزشكي استفاده ميشود. هدف اين فيلد باس مهيا كردن شبكه غير وابسته به سازندگان معمول تجهیزهاي هوشمند ميباشد. در اين شبكه نياز به طراحيMaster/Slave يا Central نبوده و گره ها در شبكه با يكديگر از طريق پروتكل LonTalk ميتوانند ارتباط برقرار نمايند. درايوهاي شركت وكن نيز قابليت پشتيباني كردن اين شبكه را توسط كارت Option دارا ميباشند. با اين پروتكل ميتوان به تمامي پارامترهاي درايو دسترسي داشته ونيز ميتوان آنها را بصورت مستقيم كنترل نمود. توسط يك زوج سيم معمولي ميتوان در اين شبكه با سرعت 78Kbit/s اطلاعات را انتقال داد.

Interbus-S:
Interbus-S يك شبكه براي ارتباطات سرعت بالا جهت سنسور / اكچويتورها ميباشد. توسط اين شبكه هم تجهیزهاي I/O و هم اكچويتورهاي هوشمند مانند درايوها مي توانند كنترل شوند. با توپولوژي Interbus-S ميتوان زمان پاسخ را زير 10ms رساند. در اين شبكه از سيستم رينگ استفاده شده كه در آن يك سيستم Host وجود دارد. سيستم Host مي تواند يك PLC يا يك PC صنعتي و يا يك سيستم اتوماسيون باشد. كابل ارتباطي ريموت از سيستم Host شروع ميشود. در اين سيستم براي مسافتهاي طولاني بايد ازكابل باس ريموت استفاده كرد . تجهیزهايي كه به اين شبكه متصل ميشوند بايد قابليت Repeat كردن را داشته باشند.در صورتيكه فاقد فانكشن Repeat باشند بايد فقط  در باس Local استفاده شوند. درايوهاي وكن قابليت اتصال به اين شبكه را بصورت ديوايس با باس Remote را دارد. Interbus-S ايده آل جهت شبكه هاي متوسط براي استفاده از درايوهاي دايناميك ميباشد. اينترفيس اطلاعاتI/O (از قبيل استارت / استاپ، تنظيم سرعت ، غيره ) و نيز اينترفيس پارامتر (از قبيل مينيمم سرعت ، زمان شتابگيري ، غيره ) توسط يك كابل باس مهيا ميشود. Interbus-S اطلاعات I/O را در يك كانال پردازشگر اطلاعات با دايناميك مورد نظر انتقال ميدهد. كارتهاي option شركت وكن پروفايل 21 براي فركانس كانورتورها كه توسط گروه DRIVECOM آماده شده را پشتيباني كرده و تمامي استانداردها و فانكشنهاي استاندارد اين شبكه را تضمين مي كند. 

Modbus:
پروتكل Modbus يك سيستم ارتباطي صنعتي و كنترلي توزيع شده براي PLC ، كامپيوترها ، ترمينالها و ساير سيستمهاي مونيتورينگ و ابزارهاي كنترلي مباشد . Modbus يك پروتكل ارتباطي به شكل Master/Slave مي باشد . Master تمام فعاليت سيستم سريال را با انتخاب ترتيبي يك يا چند Slave كنترل ميكند. پروتكل براي كنترل يك ديوايس Master و حداكثر 247 ديوايس Slave در يك خط مشترك ساخته شده است . براي هر ديوايس يك آدرس در نظر گرفته شده تا بتوان آن را از ساير ديوايسهاي متصل به خط تشخيص داد . پروتكل Modbus از تكنيك Master/Slave استفاده كرده كه در آن تنها يك ديوايس Master ميتواند يك فرايند را آغاز كند . ساير ديوايسها ( Slave ) با آماده كردن اطلاعات خواسته شده به Master پاسخ داده ويا توسط اجراي فانكشن خواسته شده ماموريت خود را انجام ميدهند . Master ميتواند Slave هاي مجزايي را آدرس دهي كند و يا اينكه يك پيغام مشترك براي تمامي Slave ها ارسال نمايد. Slave ها يك پيام پاسخ به درخواست اختصاصي خود داده ولي به درخواست مشترك پاسخي نميدهند. درايوهاي وكن توسط يك كارت option به شبكه Modbus متصل ميشوند . رابط فيزيكي همان استاندارد RS485 ميباشد (ايزولاسيون نوري ) . كارتoption ميتواند با يك شبكه استاندارد Modbus با استفاده از مد RTU ارتباط برقرار كند. اين كدهاي فانكشن 1..6 و پيغامهاي مشترك را پشتيباني ميكند. پارامترهاي خط سريال (Baud Rate ، Parity type ، آدرس Slave ، وغيره ) توسط پانل كنترل ميتواند تغيير كند.

Device Net:
Device Net يك سيستم شبكه اي باز بر اساس پروتكل CAN ميباشد كه براي كنترل صنعتي ديوايسها طراحي شده است كه با هزينه پايين با يكديگر ارتباط برقرار نمايند . Device Net يك مدل شي انتزاعي مي باشد كه سرويس ارتباطي قابل دسترسي و مناسب را ارائه مينمايد و رفتار يك گره را توصيف ميكند. اكثر ديوايسهاي كنترل صنعتي سطح پايين امروزي بايد با هزينه پايين قابليت اتصال مستقيم به شبكه را داشته باشند . Device Net با توجه به تعريف يك سيستم Master/Slave جوابگوي اين نياز ميباشد. درايوهاي وكن توسط كارت option ميتواند به اين شبكه وصل شود. درايو توسط سيستم Host ميتواند كنترل، مانيتورينگ و برنامه ريزي شود.