Arquitectura Profibus

PLC/DCS

Profibus PA

Profibus DP

Acoplador de

Segmentos

Maestro

Clase 1

Maestro

Clase 2

Instrumentación

RS 485 RS485-IS

2 hilos – aplicación

universal

Fibra Óptica

MBP

MBP-IS

2 hilos – datos e

alimentación

Perfil de Comunicación

Aplicación PROFIBUS DP Periferia Descentralizada

PROFIBUS PA Automatización de Procesos

Protocolo

Protocolo DP

- Rápidos ciclos de servicio

- Servicios a cíclicos para operación

- Dos clases de maestro

RS 485 o Fibra Óptica

9600...12 MBits/s

MBP

31,25 KBits/s

Físico

Interoperabilidad entre dispositivos

Compatibilidad entre

diversos fabricantes PLC

Marca X Marca Y Marca Z

Bus de campo

abierto y

transparente .

Norma:

EN50170

IEC 61158

¿Para qué se usa

PROFIBUS?

• PROFIBUS

Bus de campo y célula de bajo

costo

Para configuraciones de

pequeño y mediano tamaño

Para cubrir grandes

extensiones

¿Dónde se usa

PROFIBUS? (I)

• PROFIBUS DP (Distributed

Peripheral)

– Comunicación de alta velocidad

– Transferencia de volumen medio

de información

– Conexión de dispositivos de

campo, accionamientos paneles

de operador, PLC´s y PC´s

¿Dónde se usa

PROFIBUS? (II)

• PROFIBUS PA (Process

Automation)

– Comunicación en la industria de

procesos

– Alimentación y datos a través del

mismo cable

– Puede ser utilizado en atmósfera

potencialmente explosivas (EEx i-

protección intrínseca)

¿Dónde se usa

PROFIBUS? (III)

• PROFIBUS FMS (Fieldbus

Message Specification)

– Utilizada a nivel de célula.

– Para la transferencia de gran

volumen de datos.

– Comunicación orientada a objeto

– Implementación de redes de

PLC´s, sistemas de control de

procesos, PC´s, paneles de

operador.

¿Como se ve una red PROFIBUS?

PROFIBUS

Información Técnica (I)

Norma PROFIBUS, EN 50 170

Método de acceso Paso de testigo con maestro-

esclavo en las capas inferiores

(determinístico)

Índice de transmisión 9,6 - 12 Mbps

Medio de transmisión Eléctrica: Par trenzado

apantallado

Óptica: FO (vidrio o plástico)

PROFIBUS

Información Técnica (II)

Máximo Nº. Estaciones 127

Tamaño de la red Eléctrica: max 9,6 (depende de la

velocidad)

Óptica: mas de 100 km (de-pende

de la velocidad)

Topología Bus, anillo, estrella, árbol

Aplicación Area de campo y célula

Método de acceso

Método de acceso híbrido

Paso de testigo, Comunicación entre estaciones complejas

Comunicación Maestro/Esclavo, Comunicación entre

dispositivos simples y complejas

Beneficios

• Uno de los líderes en el mercado de los buses de campo

– Usado en todo el mundo

– Soportado por importantes fabricantes de dispositivos

• Transmisión de datos confiable

• Flexible y optimizado

– Sistema con diversas interfaces para diferentes requerimientos

– Diferentes topologías para cubrir grandes extensiones

• Red abierta normalizada

Maestro Único Cada sistema

Profibus tiene al

menos 1 Maestro

Cada dispositivo

es un nodo en la

red Profibus

Hasta 126

dispositivos

permitidos por

sistema

PLC

PROFIBUS-DP

Multimaestro

PLC

PROFIBUS-DP

Token Ring

Estaciones Activas

El token utiliza un

intervalo de

tiempo definido

Informaciones:

Maestro-Maestro,

Maestro-Esclavo

Estaciones Pasivas

NIVEL DE CAMPO

PROFIBUS DP

Transmissión física RS-485

Cable con par trenzado, apantallado

RxD/TxD-P (3) RxD/TxD-P (3)

DGND (5) DGND (5)

VP (6) VP (6)

RxD/TxD-N (8) RxD/TxD-N (8)

Shield

Datos

Datos

VP

DGND

390W

220W

390W

PROFIBUS DP

Transmissión física RS-485

Impulsos de tensión diferencial

Hilos A y B no

tienem referencia

a tierra

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP

Transmissión física RS-485

Máximo de 32 nodos por segmiento (máximo 126 nodos)

Máximo 9 segmientos conectados por repetidoras

PROFIBUS-DP

Repetidora

Repetidora

31 Dispositivos + Repetidora

30 Dispositivos + 2 Repetidoras 31 Dispositivos + Repetidor a

PLC

PROFIBUS DP

Longitud máximo de 1200 metros por segmiento

PLC

PROFIBUS-DP

Repetidora

Repetidora

1200m

1200m

1200m

Transmissión física RS-485

PROFIBUS DP

Transmissión física RS-485 y Fibra Óptica

Alternativa de utilización con fibra óptica

PLC

Modulo de

Link óptico

Modulo de

Link óptico

Modulo de

Link óptico

Modulo de

Link óptico RS-485

RS-485

RS-485 RS-485

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP

Alimentación externa es necesaria para todos

dispositivos

PROFIBUS-DP

máx. 1200m

Transmissión física RS-485

PROFIBUS DP

PLC

PROFIBUS DP

SEGMENTACIÓN

• La segmentación és necesaria cuando:

- La longitud para la respectiva tasa de transmissión fue excedida

- Más de 32 dispositivos son necesarios

• Segmentos puedem ser utilisados para:

- Abrir otras ramas

- Conectar hasta 126 dispositivos

• Reglas

- Un segmento deve tener el maximo de 32 dispositivos (incluyendo

repetidora, OLM y otros dispositivos con driver RS485)

- El primer y el ultimo segmiento pode ter no máximo 31 dispositivos

- Segmientos entre repetidoras con máximo de 30 dispositivos

- Cada segmiento deberá tener resistores de terminación en ambas

extremidades

PROFIBUS DP

SPUR

Cada rama originada a partir del cable principal és denominado spur

Spurs hasta 1,5Kbit/s < 6,6m. Spurs con 12Mbit/s no debe ser utilisado.

CLP

PROFIBUS-DP

máx. 1200m

SPUR

TRUNK

PROFIBUS DP

Longitud del Cable – Profibus DP

Tasa de Transmissión

(KBits/s)

Longitud del Cable

con participantes (m)

9.6 1200

19.2 1200

93.75 1200

187.5 1000

500 400

1500 200

12000 100

Tiempo de Ciclo

0

2

4 6

8

10

12 14

16

18

5 10 20 30

Numero de Dispositivos

Tie

mp

o (

ms)

500 KBd

1.5 MBd

12 MBd

Ejemplo: 2 Bytes de Entrada e 2 Byte de Salida por Esclavo

Materiales

1 cables Profibus con conectores

dobles para todo el grupo.

2 PLC Siemens CPU 313C-2-DP en

cada mesa de trabajo.

1 PC.

Cable de comunicación PC-PLC.

Cables para conexión de señal a

las entradas del PLC.

Estaciones de trabajo

Configuración Red Profibus DP

PROFIBUS DP

Línea Modo

PLC_Maestro PLC_Esclavo

E/S Dirección E/S Dirección

1 M/E E 6 S 4

2 M/E S 6 E 4

PROFIBUS DP

Configuración de la Red Profibus

Paso 1: En Step 7 crear un proyecto con dos PLC, PLC_Maestro y

PLC_Esclavo.

Realice la configuración de Hardware correspondiente a cada PLC

PROFIBUS DP

PLC Master PLC Slave

Paso 2: Ir a la configuración de HW del PLC Maestro y doble Click en DP y

abrir las propiedades.

1

2

PLC Maestro DP=11

Esta es la dirección del componente

Profibus, usted puede asignar aquí

la dirección que necesita.

PROFIBUS= 14

Paso 3: Crear la red Profibus y asignar dirección al componente.

Con esta opción crearemos la red

Profibus.

3

4

PLC Maestro DP=11

Cuando crea la red aparece la

siguiente pantalla donde se puede

ver las características de la red.

Aceptar para crear la red.

5

Verificar que este

seleccionado la red y

aceptar

Nombre de la red

6

PLC Maestro DP=11

Paso 4: Configuración como Maestro

En esta pantalla escoger la

pestaña Modo de Operación 7

8

9

Asegurar que el modo de

operación sea Maestro DP y

Aceptar

PLC Maestro DP=11

En el HW del PLC se puede como se ha creado la red Profibus con modo

de operación Maestro DP, no olvide de guardar y compilar la configuración.

10

PLC Maestro DP=11

Paso 5: Configuración del PLC Esclavo, ir a configuracion de HW del PLC

esclavo y realizar los pasos similares descritos con anterioridad.

11

12

Igual que en la

anterior

configuración, doble

click en DP. Se

puede ver en la

siguiente pantalla

que la dirección de

profibus por defecto

es 2.

Hay que cambiar

esta dirección y

además conectarlo

a la red, seleccionar

propiedades.

PLC Slave DP= 12

Paso 6.1: Conectar el esclavo a la red y escoger el modo de operación.

13

14.1

Escoger la dirección Profibus 12 y

seleccionar la red PROFIBUS(1)

14.4

En la pestaña de modo de operación

escoger Esclavo DP.

Aceptar.

PLC Slave DP= 12

14.2

14.3

Paso 6.2: Configurar la entrada.

15.1

15.2

15.3

15.4

PLC Slave DP= 12

Paso 6.3: Configurar la salida.

15.5

15.6

15.7

PLC Slave DP= 12

PLC Slave DP= 12

Paso 6.4: Guardar y compilar la configuración.

16

Paso 7: En el Maestro, conectar el esclavo a la red Profibus creada.

En el HW del maestro,

en el catalogo del

Hardware, desplegar

PROFIBUS-DP,

Estaciones ya

configuradas y

seleccionar CPU 31x.

Jalar esta CPU hasta

la red PROFIBUS(1) y

soltar.

17

PLC Maestro DP=11

Una vez conectado saldrá

la siguiente pantalla, aquí

hay que acoplar nuestro

PLC a la red profibus

18

20

19

Ahora vamos a la pestaña de

configuración y elegimos la

pestaña nuevo, aquí

configuraremos los envíos de

datos.

21

Paso 8: Envío de datos del maestro hacia el esclavo.

El maestro envía datos

por la AB6 y el esclavo

los recibe por la EB4

Ahora se puede ver como se han

configurado los envíos de datos, recordar

que los datos se envían por la salidas y

se reciben en las entradas.

Así queda finalmente la red ya

configurada, no olvide de guardar y

compilar.

Ahora hay que cargar cada una de

las configuraciones realizadas a

cada procesador

Insertar Cable Profibus, realice su programa y pruebe su red…..

EB0 -> AB6 ------------EB4->AB0

AB0 <- EB6 ------------AB4<-EB0