“APRENDENDO PROFIBUS”

 

História:

 

Introdução:

 

Profibus é hoje um dos Standards de rede mais empregados no mundo. Esta rede foi concebida a partir de 1987 em uma iniciativa conjunta de fabricantes, usuários e do governo alemão. A rede está padronizada através da norma DIN 19245 incorporada na norma europeia Cenelec EN 50170.

 

A rede Profibus é na verdade uma família de três redes ou communication profiles no jargão Profibus:

 

1º Profibus DP (Distributed Peripherals):

 

Esta rede é especializada na comunicação entre sistemas de automação e periféricos distribuídos.

 

2º Profibus FMS (Fieldbus Message Specification):

É uma rede de grande capacidade para comunicação de dispositivos

Inteligentes tais como computadores, CLPs ou outros sistemas inteligentes que impõem alta demanda de transmissão de dados. FMS vem perdendo espaço para a rede Ethernet TCP/IP.

 

3º Profibus PA (Process Automation):

É uma rede para a interligação de instrumentos analógicos de campo tais como transmissores de pressão, vazão, temperatura, etc. Esta rede possui uma grande fatia do mercado de barramentos de campo geralmente chamados de fieldbus.

 

Características gerais:

Profibus é uma rede multimestres. A especificação fieldbus distingue dois tipos de dispositivos:

 

Dispositivo Mestre:

Um mestre é capaz de enviar mensagem independente de solicitações externas quando tiver a posse do token. São também chamados de estações ativas.

 

 

 

 

Dispositivos Escravos:

 

Não possuem direito de acesso ao barramento e podem apenas confirmar o recebimento de mensagens ou responder a uma mensagem enviada por um mestre. São também chamadas de estações passivas. Sua implementação é mais simples e barata que a dos mestres.

 

Características do nível físico:

Existem atualmente três physical profiles que definem os métodos de

Transmissão disponível para o Profibus:

 

1º RS-485 para aplicações gerais da automação da manufatura.

 

2º IEC 1158-2 para uso na automação de processos

 

3º Fibra ótica para maior imunidade a ruído e maiores distâncias

 

Existem pesquisas para se usar o Profibus sobre uma rede Ethernet 10Mbps ou 100 Mbps.

 

O protocolo DP utiliza as camadas 1 e 2 e a camada de usuário. Esta

Arquitetura otimizada assegura uma transmissão de dados eficiente e rápida. A suíte FMS possui apenas as camadas 1, 2 e 7. A camada 7 corresponde ao Fieldbus Message Specification (FMS).

 

Profibus-pa:

 

A rede Fieldbus PA é uma rede para interligar válvulas, transmissores depressão diferencial, etc., portanto geralmente dispositivos escravos. A alimentação dos dispositivos pode se dar pela própria rede. Caso se deseje interligar esta rede de baixa velocidade a uma rede de alta velocidade (DP) ou a um CLP, deve-se utilizar um acoplador.

O protocolo é muito simples, o que facilita a interoperabilidade.

A distribuição do controle depende sempre de um mestre externo. O mestre deve ler as PVs dos transmissores, executar os algoritmos de controle e definir a abertura da válvula de controle.

A Profibus PA permite ligar 32 dispositivos por segmento sem segurança intrínseca (IS) ou até 9 dispositivos com segurança intrínseca (Eex ia/ib).

Os dispositivos podem ser conectados e desconectados para manutenção com a rede em operação, mesmo quando operando em áreas classificadas.

A rede Profibus-Pa obedece ao padrão IEC 1158-2 que utiliza como meio de transmissão um par trançado blindado, e apresenta a velocidade de 31.25 kbit/s.

Este padrão de nível físico é o mesmo da rede H1 da Foundation Fieldbus.

Ele permite alimentar os dispositivos diretamente, usando o barramento de dois fios e apresenta segurança intrínseca. Esta rede pode ser usada em áreas classificadas e atende ao modelo FISCO        (Fieldbus Intrinsically Safe Concept) definido pelo Federal Physical Technical Institute da Alemanha.

 

Os princípios fundamentais são:

 

Cada segmento deve ter uma única fonte de potência: a fonte de

Alimentação.

 

Nenhuma potência é alimentada no barramento quando a estação está

Enviando dados.

 

Cada dispositivo de campo consume uma potência fixa conhecida em

Regime.

 

Os dispositivos de campo funcionam como consumidores passivos de

Corrente.

 

A terminação passiva de linha é realizada nos dois extremos da linha.

 

Topologia linear, árvore e estrela são permitidas.

 

O consumo de corrente em regime permanente é de 10 mA. O nó que envia

dados devem sobrepor uma modulação de +/- 9 mA à corrente básica.

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