Ci sono due tipi di PROFIBUS: PROFIBUS Decentralized Peripherals (DP) e Process Automation (PA). Ogni tipo si rivolge ad applicazioni diverse.
PROFIBUS PA è usato nell’automazione di processo. Il livello fisico di PROFIBUS PA è Manchester Encoded Bus Powered (MBP), e il livello fisico per PROFIBUS DP è RS-485. Anche se viene utilizzato uno strato fisico diverso, PROFIBUS PA è lo stesso protocollo di PROFIBUS DP.
PROFIBUS DP e PA sono ampiamente utilizzati nell’automazione industriale. Le prossime sezioni vi daranno una panoramica di ciascuno.
PROFIBUS DP vs. PA
PROFIBUS collega i controllori e i sistemi di controllo con i dispositivi di campo e permette anche lo scambio simultaneo di dati coerenti con sistemi sovraordinati. PROFIBUS è lo standard di automazione basato su bus di campo di PROFIBUS e PROFINET International (PI).
La coerenza di PROFIBUS si basa sul protocollo di comunicazione standardizzato “PROFIBUS DP”, che supporta varie applicazioni nell’automazione di fabbrica, nell’automazione di processo, nel controllo del movimento e nei compiti legati alla sicurezza. Questa integrazione facilita la pianificazione, l’installazione, la messa in servizio e la manutenzione. PROFIBUS DP impiega il livello fisico RS-485. La tecnologia di trasmissione RS-485, facile da usare e conveniente, viene utilizzata per compiti che richiedono un’alta velocità di trasmissione, ma che non richiedono la protezione dalle esplosioni (sicurezza intrinseca).
Gli ambienti dell’automazione di processo, pur richiedendo tipicamente procedure più lente, potrebbero anche essere caratterizzati da ambienti esplosivi o pericolosi. In tali applicazioni, PROFIBUS PA è una soluzione adatta. PROFIBUS PA può essere implementato in ambienti pericolosi poiché il suo strato fisico: MBP, è intrinsecamente sicuro.
È importante notare che, anche se viene utilizzato uno strato fisico diverso, PROFIBUS PA è esattamente lo stesso protocollo di PROFIBUS DP. MBP trasmette solo a una velocità: 31,25 kbit/s, che è sufficiente per le applicazioni di processo. Una differenza significativa, tuttavia, è che l’alimentazione e i dati sono trasportati attraverso lo stesso cavo. Come tale, ci sono regole riguardanti la topologia della rete che devono essere seguite.
TopologiaPROFIBUS DP e PA
Il collegamento tra i segmenti DP e PA
Se viene usata la tecnologia di trasmissione RS-485, tutti i dispositivi di campo sono tipicamente collegati in una struttura di linea con fino a 32 nodi in un segmento. L’inizio e la fine di ogni segmento sono dotati di terminazione attiva del bus e di alimentazione. Se ci sono più di 32 nodi o la portata della rete viene estesa, devono essere usati dei ripetitori per collegare le reti.
Se viene usata la tecnologia di trasmissione MBP (nell’automazione di processo), fondamentalmente, qualsiasi topologia è ammessa. Sono quindi possibili strutture lineari e ad albero e combinazioni di entrambe. Nella pratica, la “topologia trunk & spur” si è affermata come standard de-facto, perché è particolarmente chiara e ben strutturata.
Accoppiamento RS-485 e tecnologia di trasmissione MBP
La maggior parte di una rete PROFIBUS si basa solitamente su RS-485 (PROFIBUS DP). L’implementazione di PROFIBUS PA è tipicamente limitata a certi sottosegmenti di un sistema, come un gruppo di dispositivi di campo in una zona pericolosa. Collegare i segmenti PROFIBUS DP e PA è una pratica comune.
Il collegamento dei sottosegmenti PROFIBUS PA al segmento RS-485 PROFIBUS DP viene effettuato utilizzando accoppiatori di segmento o link. Gli accoppiatori di segmento sono trasparenti dal punto di vista del protocollo bus. I dispositivi del segmento MBP sono direttamente visibili sul lato DP e l’accoppiatore di segmento non richiede configurazione. I link, invece, sono intelligenti e mappano tutti i dispositivi collegati nel segmento MBP come un unico dispositivo nel segmento RS-485.