Profibus
123 PROFIBUS (Process Field Bus) ist ein Standard für die Feldbus-Kommunikation in der Automatisierungstechnik und wurde anfangs (1989) vom BMFT gefördert.
Einsatz
Er existiert in drei Versionen oder Ausprägungen:
- PROFIBUS-FMS (Fieldbus-Message-Specification) zur Vernetzung von Steuerungen - wird ab 2007 nicht mehr normiert sein
- PROFIBUS-DP (Dezentrale Peripherie) wird zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung in der Fertigungstechnik eingesetzt. Ebenfalls eingesetzt zur Verbindung von "verteilter Intelligenz", also Vernetzung von mehreren Steuerungen untereinander. (Ähnlich wie PROFIBUS-FMS). Datenübertragung bis zu 12MBit/sec. auf verdrillter Zweidrahtleitung. Datenübertragung in Ausnahmefällen über Schleifkontakte für mobile Teilnehmer oder über optische Datenübertragung im freien Raum.
- PROFIBUS-PA (Prozess-Automation) wird zur Kontrolle von Feldgeräten durch ein Prozessleitsystem in der Prozess- und Verfahrenstechnik eingesetzt. Einsetzbar hier als eigensicherer Stromkreis. Diese Variante des PROFIBUS wird im explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt (Ex-Zone 0 & 1). Es fließt nur ein schwacher Strom, so dass auch im Störfall keine Funken überschlagen. Nachteil dieser Bus-Variante ist die langsame Datenübertragungsrate.
Der PROFIBUS hat in Europa in der Fertigungstechnik einen Marktanteil von mehr als 60%. Weltweit sind über 10 Millionen Geräte mit PROFIBUS im Einsatz (Stand 2004). Zurzeit gehen Marktanteile in Richtung Industrial Ethernet verloren.
Technologie
PROFIBUS Protokolle (OSI-Modell)
| OSI-Schicht | Englisch | PROFIBUS | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Anwendung | Application | FMS | DPV0 | DPV1 | DPV2 | ... | Management |
| 6 | Darstellung | Presentation | -- | |||||
| 5 | Sitzung | Session | ||||||
| 4 | Transport | Transport | ||||||
| 3 | Netzwerk | Network | ||||||
| 2 | Sicherung | Data Link | FDL | |||||
| 1 | Bitübertragung | Physical | RS 485 | Optisch | MBP | |||
Um diese Funktionen zu erreichen sind verschiedene Anwendungsprotokolle definiert:
- PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) für die Kommunikation zwischen Steuerungen nach dem Client-Server Prinzip.
- PROFIBUS-DPV0 für den zyklischen Austausch der Daten und die Diagnose
- PROFIBUS-DPV1 für den azyklische und zyklische Datenaustausch zuzueglich der Alarmbehandlung
- PROFIBUS-DPV2 für den isochronen Datenaustausch
Die Sicherungsschicht FDL (Fieldbus Data Link ) arbeitet mit einem Token-Passing Verfahren kombiniert mit einem Master-Slave-Verfahren.
Die physikalische Verdrahtung arbeitet auf einer Bustopologie mit unterschiedlichen Signalen. Zur Zeit gibt es Profibus DP (Dezentrale Peripherie) und Profibus PA (Prozess Automation). Während bei Profibus PA Stern-, Linien-, und Ringstruktur zum Einsatz kommen ist auf Profibus DP nur die Linienstruktur zulässig. Als Übertragungsmedium dient bei Profibus DP Kupfer-, oder Lichtwellenleiter im Gegensatz bei Profibus PA nur Kupfer da hier die Zweidrahttechnik mit deren Geräteversorgung über das Buskabel Verwendung findet.
Normierung
PROFIBUS wurde 1991/1993 in DIN 19245 definiert, ist 1996 in EN 50170 überführt worden und seit 1999 in IEC 61158/IEC 61784 festgelegt.
Organisation
Seit 1989 existiert die PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO), in der sich Hersteller und Anwender in Deutschland zusammenschließen. 1992 ist in der Schweiz die erste regionale PROFIBUS Schweiz Organisation gegründet worden. Im Jahr 1995 haben sich alle regionalen Organisationen zum internationalen Dachverband PROFIBUS International zusammen geschlossen.