PROFIBUSia on kahta eri tyyppiä: PROFIBUS Decentralized Peripherals (DP) ja Process Automation (PA). Kumpikin tyyppi kohdistuu eri sovelluksiin.
PROFIBUS PA:ta käytetään prosessiautomaatiossa. PROFIBUS PA:n fyysinen kerros on Manchester Encoded Bus Powered (MBP), ja PROFIBUS DP:n fyysinen kerros on RS-485. Vaikka käytetään eri fyysistä kerrosta, PROFIBUS PA on sama protokolla kuin PROFIBUS DP.
PROFIBUS DP ja PA ovat laajalti käytössä teollisuusautomaatiossa. Seuraavissa kappaleissa luodaan yleiskatsaus kumpaankin.
PROFIBUS DP vs. PA
PROFIBUS yhdistää ohjaimet ja ohjausjärjestelmät kenttälaitteisiin ja mahdollistaa myös samanaikaisen johdonmukaisen tiedonvaihdon ylempien järjestelmien kanssa. PROFIBUS on PROFIBUS- ja PROFINET Internationalin (PI) kenttäväyläpohjainen automaatiostandardi.
PROFIBUS-konsistenssi perustuu standardoituun ”PROFIBUS DP” -tiedonsiirtoprotokollaan, joka tukee erilaisia sovelluksia tehdasautomaatiossa, prosessiautomaatiossa, liikkeenohjauksessa ja turvallisuuteen liittyvissä tehtävissä. Tämä integraatio helpottaa suunnittelua, asennusta, käyttöönottoa ja ylläpitoa. PROFIBUS DP käyttää RS-485-fyysistä kerrosta. Helppokäyttöistä ja kustannustehokasta RS-485-siirtotekniikkaa käytetään tehtävissä, jotka edellyttävät suurta siirtonopeutta, mutta jotka eivät vaadi räjähdyssuojausta (luontaista turvallisuutta).
Prosessiautomaatioympäristöissä, jotka tyypillisesti edellyttävät hitaampia toimintatapoja, saattaa olla myös räjähdysvaarallisia tai vaarallisia ympäristöjä. Tällaisissa sovelluksissa PROFIBUS PA on sopiva ratkaisu. PROFIBUS PA voidaan ottaa käyttöön vaarallisissa ympäristöissä, koska sen fyysinen kerros: MBP, on luonnostaan turvallinen.
On tärkeää huomata, että vaikka käytetään eri fyysistä kerrosta, PROFIBUS PA on täsmälleen sama protokolla kuin PROFIBUS DP. MBP lähettää vain yhdellä nopeudella: 31,25 kbit/s, mikä riittää prosessisovelluksiin. Merkittävä ero on kuitenkin se, että virta ja data siirretään samaa kaapelia pitkin. Näin ollen verkkotopologiaa koskevia sääntöjä on noudatettava.
PROFIBUS DP- ja PA-topologia
DP- ja PA-segmenttien kytkentä
Jos käytetään RS-485-siirtotekniikkaa, kaikki kenttälaitteet kytketään tyypillisesti linjarakenteeseen, jossa on enintään 32 solmupistettä yhdessä segmentissä. Kunkin segmentin alku- ja loppupäässä on aktiivinen väyläpääte ja virta. Jos solmuja on enemmän kuin 32 tai verkon kantamaa laajennetaan, verkkojen yhdistämiseen on käytettävä toistimia.
Jos käytetään MBP-siirtotekniikkaa (prosessiautomaatiossa), periaatteessa mikä tahansa topologia on sallittu. Lineaariset ja puurakenteet sekä niiden yhdistelmät ovat siis mahdollisia. Käytännössä ”runko- & spur-topologia” on vakiinnuttanut asemansa de facto-standardina, koska se on erityisen selkeä ja selkeä.
RS-485:n ja MBP-siirtotekniikan kytkentä
Valtaosa PROFIBUS-verkoista perustuu yleensä RS-485:een (PROFIBUS DP). PROFIBUS PA:n toteutus rajoittuu yleensä järjestelmän tiettyihin osa-alueisiin, kuten kenttälaiteryhmään räjähdysvaarallisella alueella. PROFIBUS DP- ja PA-segmenttien yhdistäminen on yleinen käytäntö.
PROFIBUS PA-osasegmenttien yhdistäminen RS-485 PROFIBUS DP-segmenttiin toteutetaan segmenttiliittimien tai linkkien avulla. Segmenttikytkimet ovat läpinäkyviä väyläprotokollan kannalta. MBP-segmentin laitteet näkyvät suoraan DP-puolella, eikä segmenttikytkin vaadi konfigurointia. Linkit sen sijaan ovat älykkäitä ja kuvaavat kaikki MBP-segmenttiin liitetyt laitteet yhdeksi laitteeksi RS-485-segmentissä.