Sẽ thật tuyệt nếu nhà máy của bạn có ứng dụng mạng PROFIBUS. Việc tăng cường nó sẽ dễ dàng hơn nhiều bằng cách triển khai giải pháp Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) và sau đó tận dụng toàn bộ sức mạnh của hệ thống của bạn. Nhưng nếu bạn không có PROFIBUS thì cũng đừng lo lắng! Chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu qua bài viết bên dưới.

Chúng tôi sẽ giới thiệu bạn hiểu về các loại PROFIBUS, cách chúng hoạt động, sự khác biệt giữa PROFIBUS và PROFINET cũng như cách áp dụng loT trong giải pháp PROFIBUS.

Hy vọng bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin cần thiết để sẵn sàng cải thiện hệ thống của bạn.

PROFIBUS là gì?

PROFIBUS là mạng kỹ thuật số chịu trách nhiệm cung cấp liên lạc giữa các cảm biến hiện trường và hệ thống điều khiển hoặc bộ điều khiển. Ý tưởng đầu tiên trong quá trình phát triển của nó là triển khai các giải pháp PROFIBUS trong các ngành tự động hóa nhà máy, sau đó là các ngành công nghiệp chế biến, sản xuất, v.v.

Lúc đầu, nhóm nghiên cứu đã phát triển PROFIBUS FMS (Đặc tả thông báo Fieldbus). Đó là một giao thức phức tạp không còn được sử dụng ngày nay. Sau đó, họ làm việc để tạo ra giao thức PROFIBUS DP (Thiết bị ngoại vi phi tập trung) và vào năm 1998 PROFIBUS PA (Quy trình tự động hóa) đã được đưa ra.

Ngày nay, khi nói về PROFIBUS, chúng ta có PROFIBUS DP và PROFIBUS PA. Ngoài PROFINET đó, dựa trên giao tiếp Ethernet, đã được phát triển và nó đã được triển khai trong nhiều lĩnh vực và ứng dụng khác nhau.

Các loại PROFIBUS?

Như tôi đã đề cập trước đó, bạn sẽ tìm thấy PROFIBUS DP và PROFIBUS PA trên thị trường. Vì vậy, bây giờ hãy cùng tìm hiểu xem PROFIBUS DP và PA hoạt động như thế nào và chúng được sử dụng thường xuyên nhất trong ứng dụng nào.

PROFIBUS DP là gì?

Mạng PROFIBUS DP được phát triển như một giải pháp nhanh chóng dựa trên lớp vật lý RS485 và tiêu chuẩn Châu Âu EN-50170. Lớp vật lý không nhất thiết phải là đồng – bạn cũng có thể có mạng không dây hoặc cáp quang.

PROFIBUS DP là viết tắt của ngoại vi phi tập trung. Tên này đề cập đến các kết nối 1/0, sử dụng giao tiếp nối tiếp tốc độ cao phi tập trung hoàn toàn để kết nối với bộ điều khiển trung tâm.

Cũng cần phải nói rằng giao thức PROFIBUS DP dựa trên Kết nối hệ thống mở

(051) theo tiêu chuẩn ISO 7498 và mỗi lớp giao thức có nhiệm vụ xác định.

Mạng PROFIBUS DP là mạng mã thông báo đa chủ – có nghĩa là khi có hai hoặc nhiều thiết bị chủ trong hệ thống, mã thông báo cấp quyền giao tiếp với các thiết bị hiện trường sẽ được chuyển từ thiết bị chủ này sang thiết bị chủ khác và mỗi thiết bị sẽ nhận được một phần thời gian liên lạc.

Có hai lớp chủ. Master Class 01 truyền đạt thông tin tuần hoàn để kiểm soát quá trình. Master Class 02 (tùy chọn) truyền đạt thông tin không theo chu kỳ và được sử dụng để chẩn đoán, cảnh báo và cấu hình thiết bị.

Nhìn vào tốc độ, mạng hoạt động ở tốc độ 9.6 kbps lên đến 12 Mbp/s trong hệ thống từ 100 đến 1000 mét. Về cấu trúc liên kết, mạng PROFIBUS DP là tuyến tính, sử dụng các cổng, bộ lặp và bộ kết thúc.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, mạng DP có thể có cấu hình ProfiSafe và chúng có thể được sử dụng trong SIL3 các ứng dụng an toàn.

PROFIBUS PA là gì?

Ban đầu, giao thức PROFIBUS PA được phát triển như một sự phát triển của giao tiếp HART. Nó được dành riêng cho các ứng dụng hiện trường, trong đó cần có sự giao tiếp giữa các thiết bị đo và hệ thống điều khiển.

PROFIBUS PA sử dụng các cặp vỏ bọc xoắn cho cả nguồn điện và truyền thông. Cấu trúc mạng vật lý của nó tuân thủ tiêu chuẩn IEC-61158-2 và tốc độ dữ liệu trên mạng là 31.25 kbit/s. Trên thực tế, nó khá giống với FOUNDATION Fieldbus H1 – cả hai đều dựa trên cùng một tiêu chuẩn.

Vào thời điểm phát triển, 31.25 kbit/s là quá đủ (và vẫn là như vậy) đối với loại thông tin được gửi và nhận bằng các thiết bị hiện trường.

Thiết bị PROFIBUS PA không được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển. Điều này nằm trên mạng PROFIBUS DP nhanh hơn và được kết nối thông qua bộ ghép nối hoặc liên kết. Bộ ghép/liên kết hoạt động như một giao diện mạng và cung cấp năng lượng cho bus.

PROFINET là gì?

PROFINET là một giải pháp mạng Ethernet công nghiệp mở được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa. Nó cho phép truyền dữ liệu giữa các thiết bị và bộ điều khiển trong một hệ thống tự động hóa. Với tính mở và khả năng tương thích với nhiều thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau, Profinet đã trở thành tiêu chuẩn Ethernet hàng đầu trong công nghiệp.

Profinet sử dụng giao thức Ethernet để xác định việc truyền thông giữa các thành phần trong hệ thống. Nó hỗ trợ giao tiếp theo chu kỳ và không theo chu kỳ, đảm bảo truyền dữ liệu chính xác và đồng bộ. Mạng Profinet có thể chứa các giao thức Ethernet khác nhau, tạo điều kiện cho tích hợp và mở rộng hệ thống.

Phân biệt PROFIBUS và PROFINET?

Khi chúng ta nói về PROFIBUS, chúng ta đang nói về một giao thức truyền thông kỹ thuật số truyền thống và nổi tiếng đã được triển khai trong các ngành và ứng dụng khác nhau. Giao thức này dựa trên giao tiếp nối tiếp và đã mang lại rất nhiều lợi ích cho ngành.

PROFINET là một giao thức dựa trên Ethernet công nghiệp. Có, PROFINET hỗ trợ giao tiếp nhanh hơn và bạn cũng có nhiều băng thông hơn. Điều này có nghĩa là một tin nhắn được trao đổi trên mạng PROFINET có thể chứa nhiều thông tin hơn một tin nhắn trên PROFIBUS.

PROFINET	PROFIBUS
Giao thức cấp trung tâm điều khiển và cấp bộ điều khiển.	Giao thức cấp bộ điều khiển
Sử dụng cấu trúc liên kết xe bus	Sử dụng cấu trúc liên kết vòng mã thông báo
Chạy trên Ethernet là một hệ thống ngẫu nhiên	Chạy trên RS485, một hệ thống xe bus
Sử dụng cáp có màn chắn 4 cặp	Sử dụng cáp xoắn đôi có màn chắn
Chiều dài tối đa của cáp ở giữa 2 bộ lặp là 100m.	Độ dài tối đa của cáp ở giữa 2 bộ lặp từ 100-200m dựa trên tốc độ bit.
Tốc độ 1Gbit/s hoặc 100Mbit/s	Tốc độ 12Mbit/s
Có thời gian chu kỳ điều chỉnh cho mọi thiết bị.	Có thời gian chu kỳ cố định cho mọi thiết bị.

Tuy nhiên, điều cần thiết là phải xem các yêu cầu của ứng dụng của bạn là gì để triển khai giao thức truyền thông tốt nhất tại nhà máy của bạn.

PROFIBUS gateway là 1 thiết bị giúp bạn dễ dàng kết nối hai mạng, cho phép luồng thông tin nhất quán xuyên suốt toàn bộ nhà máy. Khả năng truyền dữ liệu I / O theo chu kỳ nhanh chóng được kích hoạt giữa hai mạng, giúp PLC không làm việc với các tính toán phức tạp bổ sung.