PROFIBUS. ¿Que es Profibus? PROFIBUS es un estándar de red de campo abierto e independiente de proveedores, donde la interfaz de ellos permite amplia.

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2 ¿Que es Profibus? PROFIBUS es un estándar de red de campo abierto e independiente de proveedores, donde la interfaz de ellos permite amplia aplicación en procesos, fabricación y automatización predial. Este estándar es garantizado según los estándares EN 50170 y EN 50254. Desde enero de 2000, el PROFIBUS está fuertemente establecido con el IEC 61158, al lado de siete otros fieldbuses. El IEC 61158 se divide en siete partes, de números 61158-1 a 61158-6, con las especificaciones del modelo OSI. Esa versión, que fue ampliada, incluyó el DPV-2. En todo el mundo, los usuarios pueden ahora tener como referencia un estándar internacional de protocolo, cuyo desarrollo busco y aún busca la reducción de costos, flexibilidad, confianza, orientación hasta el porvenir, posibilitar las más variadas aplicaciones, interoperabilidad y múltiples proveedores.

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4 Intereses: Estar familiarizado con las diferencias entre los distintos tipos de Profibus, Profibus FMS, PA y DP. Estar familiarizado con las ventajas y características de Profibus-DP Estar familiarizado con las líneas y conexiones de empuje en la transmisión de señales con Profibus-DP. Estar familiarizado con el modo de funcionamiento de Profibus-DP: Intercambio de datos, maestro DP interno y externo, conexión con esclavos activos y pasivos.

5 Profibuses…  El estándar Profibus es un estándar abierto y Profibus es, por tanto, independiente del proveedor. Por lo tanto, los dispositivos de una amplia gama de fabricantes diferentes con una interfaz Profibus pueden conectarse sin problemas y utilizarse para resolver una tarea de automatización. Tanto para su propósito en teoría. Sin embargo, en la práctica, el amplio espectro de aplicación de Profibus requiere un grado de especialización. Es por eso que hasta la fecha tres Profibuses están disponibles:  Profibus-DP  Profibus-FMS  Profibus-PA

6 Profibus-DP  Periféricos descentralizados significa el alojamiento de grupos de entradas y salidas de PLC en puntos descentralizados dentro de la periferia del sistema y su conexión al maestro a través de una línea de dos hilos. En estos días, cualquier persona que se refiera a Profibus generalmente significa Profibus-DP. Este es el más utilizado de todos los sistemas Profibus. Su fuerza está en su velocidad de recolectar señales de sensor de hasta 125 estaciones de autobuses y de distribuir señales del actuador a tantas estaciones. Es el representante típico de un sistema maestro / esclavo.

7 Profibus-FMS  La función del Profibus-FMS es el intercambio de datos entre sistemas en red y con sistemas de control de orden superior. Es un representante del sistema multimaestro orientado a mensajes. Con el fin de mantener la comunicación sistemática, un testigo se pasa de un maestro a otro al término de su comunicación. Una vez que todos los maestros han tenido un turno, esto comienza de nuevo desde el principio. Esta estructura se conoce como "anillo lógico" y el método "sistema de paso de testigos". Sin embargo, a pesar de esta descripción, las estaciones de autobuses no están conectadas en forma de anillo.  La estructura física (topología) de un Profibus-FMS es la línea.

8 Profibus-PA  Los puntos fuertes del Profibus-PA son la transmisión de datos de medición complejos, como ocurre frecuentemente con la automatización de sistemas de procedimiento y donde los puntos de medición suelen estar muy separados. Un ejemplo de esto es una refinería de petróleo. Aquí, los niveles de llenado del depósito de crudo y del distribuidor de combustible son tan importantes como la temperatura y el estado del quemador de gas sobrante. Por razones de seguridad, estos no están dispuestos directamente uno junto al otro, pero sin embargo pueden conectarse al mismo bus.

9 Fundamental El Profibus-DP es el más utilizado de todos los sistemas Profibus. Las razones para esto son: su velocidad, su sistema muy fácil de manejar en relación con un controlador S7, herramientas de software que permiten un diagnóstico completo. Estos hechos lo convierten en un popular "autobús introductorio". En principio, varios maestros se pueden conectar a un Profibus como en el caso de cualquier Profibus. Sin embargo, por razones de seguridad, un esclavo sólo se asigna a un maestro. Si dos amos trataran de escribir a las salidas de un mismo esclavo, el caos reinaría. Para crear un proceso sistemático de comunicación, los maestros siempre deben pasar un símbolo. Sólo el maestro que tiene el token puede comunicarse con su esclavo. Todos los demás maestros tienen un retraso obligatorio. La comunicación master / master se limita al paso del token, por lo que no es posible el intercambio de datos

10 Diagrama

11 Ejemplo Real

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13 4.2 Topology of Profibus-DP  The Profibus-DP is therefore the typical representative of a (mono or single) master/slave system. Slave 1Slave 2 Slave 3Slave 6Slave 4Slave 5

14 Profibus-DP as single master/slave system As the simple sketch shows, the topology of the Profibus-DP is a line. This means that the bus connection has a beginning and an end. In between the master and all slaves are connected in any order.

15 Bus termination  The bus is an electrical twisted, unscreened 2-wire line of up to 200 m in length, terminated at both ends by means of bus terminating resistors. Special plugs are available for connection to the modules, to which two cables (incoming and outgoing) can be connected. Alternatively, so-called „T-connectors“ are available. These are modules with 3 plugs, 1 x incoming, 1 x outgoing and 1 connection for the module. They can also be soldered on to a bus-terminating resistor. The corresponding connecting cable (branch line) must not exceed a maximum length of 30 cm.

16 Slave 1Slave 2 Slave 3Slave 6Slave 4Slave 5 Bus terminating resistor

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18 About slave conecctions  A maximum of 31 stations may be connected to a string of this type. This is stipulated by the standardised interface RS 485, which must supply the base load (2x bus terminating resistor) electrically and can supply a maximum of 31 additional interfaces with electrical power. With more interfaces it would be overloaded.

19 Bus terminating resistor, wiring  The designation in brackets is the pin allocation in the standardised Profibus - RS 485 plug.  A Profibus-DP master can address and activate up to 127 slaves. The last two addresses (126 and 127) are reserved for commissioning aids. All other addresses are freely selectable and do not need to be contiguous.  With more than 31 slaves or a bus length of more than 200 metres, a so- called repeater needs to be used. In principle, a repeater is no more than an amplifier. It electrically loads the bus on one side like a station, but makes available a completely new line for 31 additional stations on the other side.

20 Tree-type bus structures with the help of repeaters

21 Reason of use the repeaters  In the upper section of the illustration „tree-type bus structures with the help of repeaters“, you can see repeaters used for the extension of the bus, i.e. for the connection of more than 31 stations. A repeater, like a station, counts as an interface. The lower section of the illustration indicates that, with the use of several repeaters, it is quite possible to realise tree-type structures. However for reasons of clarity, these are not recommended.

22 4.3 Mode of operation of Profibus-DP  The principle of data exchange is shown in the illustration below:

23  esclavos sin propia "inteligencia". Estos esclavos son conocidos como "esclavos pasivos". Si durante un fallo, falla el maestro o una parte importante del bus, la instalación completa se detiene en caso de avería maestra, o la mayor parte del mismo en caso de avería del bus.  Esta es la razón por la cual las tareas parciales son preferiblemente reubicadas con las partes de programa correspondientes a los esclavos. Esclavos Activos y Pasivos

24  (inteligentes) los esclavos activos  Por esclavos inteligentes entendemos dispositivos de automatización que ejecutan su propio programa de usuario.  La ventaja de estos esclavos inteligentes reside en el hecho de que facilitan subsistemas autónomos en determinados puntos de una red.  (Tontos) los esclavos pasivos

25 Los beneficios son: Un control descentralizado de este tipo facilita en gran medida el mantenimiento y la búsqueda de fallos. En caso de fallo en el bus o maestro, el esclavo activo puede completar al menos la tarea que ha iniciado. El maestro se alivia drásticamente gracias a las partes del programa reubicadas. Todo lo que necesita hacer es efectuar la comunicación de orden superior entre los esclavos inteligentes. Ya que ya no es necesario que cada estado de entrada y salida se comunique al maestro, esto también alivia drásticamente el bus. Esto ahora simplemente transmite mensajes de estado, habilita mensajes, cantidades y datos de transferencia de piezas. Estos datos son mucho menos críticos. Las reacciones rápidas a las señales breves del sensor se realizan directamente localmente. El súper maestro con CPU de alto rendimiento y la complejidad del programa prácticamente inmanejable pueden ser considerablemente más pequeños. Los programas se vuelven más pequeños y, sobre todo, más claramente encuestables.

26  En general, un esclavo activo es una CPU con un maestro Profibus- DP, independientemente de si está integrado o en forma de módulo separado. El maestro DP está configurado como "esclavo" en la configuración y básicamente está conectado al maestro como un esclavo pasivo. Sin embargo, el maestro no tiene acceso a las I/O existentes reales de los esclavos activos.  I/O adicionales "virtuales" (no existentes) se definen en la configuración maestra. Estas I/O sólo existen en la tabla de imágenes. La conexión y la transferencia de datos son asumidas por el Profibus-DP. Los valores de entrada y salida del esclavo activo son interrogados y transmitidos por el maestro DP mediante indicadores.

27  Mientras que el Profibus-DP fue acomodado previamente en el nivel más bajo del campo, ahora puede encontrarse repentinamente en el nivel del regulador y de la célula.  Esto no tiene sentido y tampoco siempre es posible hacer que cada esclavo pasivo sea un esclavo activo. Por lo tanto, un par de esclavos se combina siempre en un esclavo activo, aunque esto requiere una mayor complejidad de cableado.  Sin embargo, la llamada a un sistema de bus más simple por debajo del Profibus-DP no ha sido ignorada y, por lo tanto, los sensores y actuadores se activan en los módulos más pequeños e incluso individualmente, por ejemplo a través de AS-Interface.

28  La amplia área de aplicación de Profibus ha requerido una especialización en Profibus FMS, DP y PA:  Profibus FMS es particularmente adecuado para el intercambio de datos y la supervisión de sistemas en red y sistemas de control de mayor orden. Es un representante del sistema multimaestro orientado a mensajes. Resumen

29  El Profibus PA se ocupa de la transmisión de datos de medición complejos y se utiliza principalmente en la tecnología de procesos.  El Profibus-DP se utiliza en la periferia descentralizada para el control de sistemas y procesos descentralizados. Es el más utilizado de todos los Profibus y es el representante típico de un sistema maestro / esclavo en una sola línea.  El bus es un cable eléctrico de 2 hilos, no torcido, de hasta 200 metros de longitud. La línea termina con un terminador de bus. Se puede conectar un máximo de 32 estaciones, a menos que las líneas se amplifiquen mediante repetidores.

30  El intercambio de datos se efectúa por medio de sondeo cíclico de los esclavos. Se requieren 2 telegramas de datos para cada esclavo, uno para el sondeo del maestro Profibus- DP para datos y el otro para la respuesta del esclavo.  En un caso estándar, un PLC con maestro Profibus integrado activa varios esclavos. Sin embargo, en muchos casos también es útil y posible activar por separado con un PLC y un maestro Profibus-DP externo.

31  Con el Siemens S7, el mal funcionamiento del bus se señaliza a través de los bloques organizativos OB82 y OB86. Para que se detecten fallos y se detenga el proceso, es obligatorio que estos módulos se carguen en el controlador.  Para evitar la sobrecarga del bus y para facilitar el mantenimiento y la búsqueda de fallos, se utilizan esclavos inteligentes y activos, que ejecutan su propio programa de usuario y por lo tanto controlan su propio subproceso.

32 CPU con maestro Profibus-DP integrado En el uso convencional de Profibus-DP, un PLC controla a varios esclavos. En la mayoría de los casos, este PLC es un CPU con un maestro Profibus-DP integrado. El maestro DP es un segundo procesador agregado en el mismo módulo, y es llamado procesador de bus. El procesador de bus agrega al PLC una segunda línea de indicadores LED para mensajes de estado en el módulo principal. CPU compacto Siemens CPU 314C-2 DP con interface MPI/Profibus-DP maestro/esclavo.

33 CPU con maestro Profibus-DP integrado Entre el CPU y el procesador bus se encuentra la memoria principal, en la que la información procesada es capturada. Esta memoria principal es llamada DP-RAM. DP-RAM: Dual Ported – Random Access Memory Por un lado de la DP-RAM, el CPU lee los módulos de entrada por el bus de comunicación (C-BUS) inicialmente y escribe esta información en la DP-RAM. Después de esto, el programa da usuario es procesado usando la imagen del sistema. Finalmente, el CPU transmite la información procesada a las salidas por el C-BUS. Este ciclo se repite constantemente. Del lado opuesto de la DP RAM, el maestro Profibus-DP estará actualizando continuamente las entradas y salidas descentralizadas.

34 CPU con maestro Profibus-DP externo Un CPU también puede ser conectado con un maestro externo Profibus-DP. Siemens CPU 314 Siemens CP 342-5. Maestro externo con Profibus-DP integrado

35 En esta configuración, la información de la RAM del CPU necesita ser transmitida a la RAM del maestro DP y viceversa por cada comando programado. Las funciones “DP_SEND” y “DP_RECV” son utilizadas para esto y éstas están integradas en el programa de tal forma en la que son sondeados cada ciclo del programa. CPU con maestro Profibus-DP externo

36 Creación y configuración en el TIA 13

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56 Gracias por su atención!!  Explicación Física.