PROFIBUS es un sistema abierto, una comunicación digital con una amplia gama de aplicaciones, particularmente en los campos de la automatización de fábrica y de proceso. PROFIBUS es conveniente para las aplicaciones rápidas o de tiempo crítico y para las tareas complejas de comunicación.
La comunicación PROFIBUS se basa en la norma IEC 61158 y las normas internacionales IEC 61784. Los aspectos de la aplicación y la ingeniería se especifican en las directrices de disponibilidad general de la Organización de Usuarios PROFIBUS. Esto cumple con la demanda del usuario por la independencia y fiabilidad de fabricante, y asegura la comunicación entre dispositivos de diferentes fabricantes.
La historia de PROFIBUS se remonta a un proyecto de riesgo de asociaciónes con el apoyo de las autoridades públicas, que comenzó en 1987 en Alemania. En el marco de este proyecto, 21 empresas e instituciones se unieron y crearon un proyecto de bus de campo estratégico. El objetivo era la realización y el establecimiento de un bus de campo de bits en serie, el requisito básico era la estandarización de la interfaz de los dispositivos de campo. Para ello, las empresas miembros pertinentes de la ZVEI (Asociación Central de la Industria Eléctrica) acordaron apoyar una técnica mutua para la automatización de fábrica y de proceso.
Un primer paso para ver las especificaciones del complejo protocolo de comunicación PROFIBUS FMS (Especificación de bus de campo del mensaje), que se adapta a exigentes tareas de comunicación. Un paso más allá, en el año 1993, vio la finalización de la especificación de la forma más sencilla y rápida de configuración de protocolo PROFIBUS DP (Periferia Descentralizada). Este protocolo está disponible en tres versiones escalables funcionalmente DP-V0, DP-V1 y DP-V2.
A partir de estos dos protocolos de comunicación, junto con el desarrollo de numerosos perfiles orientados a la aplicación y un creciente número de dispositivos, PROFIBUS comenzó ese avance, inicialmente en la automatización de fábrica y, desde 1995, en la automatización de procesos. Hoy en día, PROFIBUS es el líder mundial del mercado de bus de campo con más de una cuota del 20% del mercado, aproximadamente.
500.000 aplicaciones y nodos equipados con más de 5 millones. Hoy en día, hay más de 2000 productos PROFIBUS disponibles a partir de una amplia gama de fabricantes.
El éxito de los tipos de PROFIBUS en la misma medida es debida a su progresista tecnología y el éxito de su carácter no comercial es debido a la Organización de usuarios de PROFIBUS (PNO), el organismo de comercio de los fabricantes y usuarios fundada en 1989. Junto con las otras 22 asociaciones regionales de PROFIBUS en países de todo el mundo, y "The international umbrella organization PROFIBUS International" (PI), fundada en 1995, es una organización que ahora cuenta con más de 1.100 miembros en todo el mundo. Los objetivos son el desarrollo continuo de la tecnología de PROFIBUS y el aumento a nivel mundial de la aceptación de esta tecnología.
Además de patrocinar el desarrollo y la aceptación de la amplia gama de tecnologías, el PI también lleva a cabo tareas adicionales para el apoyo de miembros en todo el mundo (los usuarios y fabricantes) con el asesoramiento, información y procedimientos de garantía de calidad, así como la estandarización de la tecnología en las normas internacionales.
PI constituye la mayor asociación de usuarios de bus de campo en el mundo. Esto representa oportunidades de futuro y la responsabilidad en la misma medida, la oportunidad de continuar con la creación y el establecimiento de tecnologías líderes que son útiles para los usuarios y la responsabilidad de las personas al frente de estas asociaciones de usuarios que centran sus esfuerzos en la fiabilidad y la protección de la inversión para PROFIBUS en el futuro. Este compromiso (véase la introducción) es el principio fundamental de todos los interesados.
PROFIBUS tiene un diseño modular y ofrece una amplia gama de tecnologías de la comunicación, perfiles de numerosas aplicaciones y sistemas, así como herramientas de gestión de dispositivos. De este modo PROFIBUS cubre las diversas demandas y la aplicación específica del campo de la automatización de fábricas y de procesos. El número de plantas instaladas en PROFIBUS son la prueba de la alta aceptación de esta tecnología de bus de campo.
Desde el punto de vista tecnológico, el nivel más bajo (comunicaciones) de la estructura del sistema de PROFIBUS (ver fig. 3) se basa en el anterior modelo ISO / OSI de referencia. Este propósito le dio una descripción abstracta de los pasos de comunicación sin dar más detalles del contenido / aplicación práctica. La fig. 3 contiene la aplicación del modelo OSI (capas 1, 2 y 7) en PROFIBUS con detalles sobre cómo las capas se implementaron de forma individual / especificada.
Las especificaciones acordadas entre los fabricantes y usuarios de aplicaciones de dispositivos específicos dispuestos por encima de la capa 7 en los perfiles de aplicación I y II.
A través de varias capas, el sistema modular, como se muestra en la fig. 3, tiene la siguiente:
• Funciones y herramientas para la descripción del dispositivo y la integración (término que abarca: tecnologías de integración, véase el capítulo 7) y
• Una serie de normas (las interfaces, los perfiles de maestros; término general: perfiles del sistema), que sirven principalmente para la realización de sistemas uniformes y estandarizados, véase el capítulo 6.
Desde el punto de vista de los usuarios de PROFIBUS se presenta en forma de diferentes aplicaciones principales típicas que no están específicamente definidas, pero han demostrado su utilidad como resultado de las aplicaciones frecuentes.
Cada uno de los resultados principales de una aplicación típica (pero no específicamente definido) combina elementos modulares de los grupos de "tecnología de transmisión", "el protocolo de comunicaciones" y "perfiles de aplicación". Los siguientes ejemplos explican este principio utilizando las mejores versiones conocidas de PROFIBUS (Fig. 4).
PROFIBUS DP es el énfasis principal de la automatización de fábrica, que utiliza la tecnología de transmisión RS-485, una de las versiones DP de protocolos de comunicaciones y uno o más perfiles de aplicación típica de la automatización de fábrica, tales como sistemas de identificación o de Robots / NC.
PROFIBUS PA es el énfasis principal de la automatización de procesos, por lo general con MBP-ES tecnología de transmisión, el protocolo de comunicaciones de la versión DP-V1 y los dispositivos de perfil de aplicación PA.
El control de movimiento con PROFIBUS es el énfasis principal de la tecnología de disco utilizando la tecnología de transmisión RS-485, la versión de protocolo de comunicaciones DP-V2 y la aplicación de PROFIdrive de perfil.
PROFIsafe es el énfasis principal de las aplicaciones relevantes para la seguridad (de uso universal para la mayoría de las industrias), mediante RS485 o MBP-ES tecnología de transmisión, una de las versiones DP para la comunicación y el perfil de aplicación PROFIsafe.
Hay toda una gama de tecnologías de transmisión disponibles para PROFIBUS.
RS485 es la tecnología de transmisión más común. Se utiliza un cable de par trenzado y permite velocidades de transmisión de hasta 12 Mbits / seg.
La nueva versión especifica RS485-IS ha sido recientemente especificada como un medio de 4 hilos en el tipo de protección EEx-i para el uso en atmósferas potencialmente explosivas. Los niveles específicos de voltaje y la corriente se refieren a los valores máximos relevantes para la seguridad que no deben ser superados por cualquiera de los dispositivos individuales o durante la interconexión en el sistema. En contraste con el modelo FISCO (véase el capítulo 3.1.2), que sólo tiene una fuente de seguridad intrínseca, en este caso todas las estaciones representan fuentes activas.
La tecnología de transmisión MBP (Manchester Coded, Bus Powered designación, previa "IEC 1158-2 - Física", véase el capítulo 3.1) está disponible para aplicaciones en automatización de procesos con una demanda de buses de alimentación y la seguridad intrínseca de los dispositivos. En comparación con el procedimiento utilizado anteriormente, el "Concepto de bus de campo intrínsecamente seguro" (FISCO, véase el capítulo 3.1.2), que ha sido especialmente desarrollado para la interconexión de los dispositivos de bus de campo de seguridad intrínseca, simplifica considerablemente la planificación y la instalación.
La fibra óptica de transmisión es el más adecuado para uso en áreas con alta interferencia electromagnética o donde es necesario cubrir grandes distancias de la red (véase el capítulo 3.1.3).
A nivel de protocolo, PROFIBUS con AD y sus versiones del DP-V0 al DP-V2 ofrece una amplia gama de opciones, que permiten una comunicación óptima entre las diferentes aplicaciones. Históricamente hablando, FMS fue el primer protocolo de comunicación de PROFIBUS.
FMS (Especificación del mensaje del bus de campo) está diseñado para la comunicación a nivel celular, donde los controladores programables, tales como PLCs y PCs principalmente se comunican entre sí. Fue el precursor de PROFIBUS DP.
DP
(Periferia descentralizada) es el simple, rápido, cíclico y determinista proceso de intercambio de datos entre un bus maestro y los dispositivos esclavos asignados. La versión original, designado DP-V0, se ha ampliado para incluir la versión DP-V1, que ofrece el intercambio de datos acíclico entre maestro y esclavo. Una nueva versión DP-V2 está también disponible, que se prevé la comunicación directa esclavo-esclavo con un ciclo de bus isócrono.
El Protocolo de Acceso de Buses, nivel 2 o nivel de enlace de datos, define el procedimiento maestro-esclavo y el procedimiento de transmisión de tokens para la coordinación de varios maestros en el bus (Fig. 5). Las tareas de nivel 2 también incluyen funciones tales como la seguridad de los datos y el manejo de las tramas de datos.
El Nivel de Aplicación, Nivel 7, define la nivel de aplicación y constituye la interfaz con el programa de aplicación. Ofrece varios servicios para el intercambio de datos cíclico y acíclico.
Los perfiles son las especificaciones definidas por los fabricantes y los usuarios con respecto a propiedades específicas, las características de rendimiento y el comportamiento de dispositivos y sistemas. Las especificaciones del perfil definen los parámetros y el comportamiento de los dispositivos y sistemas que pertenecen a una familia de perfiles construido en torno al desarrollo del perfil de conformidad, lo que facilitará la interoperatividad de dispositivos y, en algunos casos, la intercambiabilidad de dispositivo en un bus. Los perfiles tienen en cuenta la aplicación y el tipo de características específicas especiales de los dispositivos de campo, controles y métodos de integración (ingeniería). El perfil de período va desde sólo unas pocas especificaciones para una clase de dispositivo específico hasta las especificaciones generales para su aplicación en una industria específica. El término genérico utilizado para todos los perfiles son los perfiles de aplicación.
Una distinción se dibuja entre los perfiles de aplicación general con opciones de implementación para diferentes aplicaciones (esto incluye, por ejemplo, los perfiles PROFIsafe, Redundancy y Time Stamp), los perfiles de aplicación específicos, los cuales son desarrollados para una aplicación específica, como por ejemplo PROFIdrive, Semi o PA dispositivos y los perfiles de sistema y maestro, que describen el rendimiento del sistema específico que está disponible para los dispositivos de campo.
PROFIBUS ofrece una amplia gama de dichos perfiles de aplicación, que permiten la aplicación orientada a la implementación.
El éxito de PROFIBUS, su liderazgo en el mercado mundial está determinada por muchos factores:
• PROFIBUS ofrece a los fabricantes y operadores de plantas en todo el sector, la tecnología universal, abierta.
• PROFIBUS es un factor clave en la notable reducción de los costes en el campo de la maquinaria y de las plantas industriales.
• PROFIBUS ha ampliado, reiterada y lógicamente, su área de aplicación, teniendo en cuenta las demandas de los respectivos campos de aplicación. Esto asegura un soporte óptimo de las aplicaciones específicas del sector.
• PROFIBUS significa una óptima integración en la automatización de muchos sistemas de ingeniería para los usuarios debido a su aceptación general y el uso generalizado.
• PROFIBUS ha llevado a cabo la estabilización y la amplia aceptación de las plataformas de comunicación, el desarrollo de los perfiles de aplicación y la conexión de la automatización industrial en el mundo informático de la gestión empresarial.
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