在今天,Profibus-DP在工业自动化中是最通用的协议之一,Profibus代表“Process Field Bus”,即“过程现场总线”,DP代表“Decentralized Peripherals”,即“分布式外围设备”。
假如我们在工业现场有大量的传感器和执行器,然后我们想要将它们连接到PLC的IO模块上,但是现场距离控制室很远,比如几千米,要做到这一点,如果我们用单独的线将这些传感器连接到PLC上,如下图所示,那么最终就会产生大量的线缆并增加系统的安装成本。
在上图中,我们的IO模块放在CPU旁边,而如果我们采用Profibus-DP的方式如下图,接线就会发生改变,我们在现场靠近传感器的位置划出一片区域放置机柜,将IO模块移至其中,然后将传感器与IO模块相连,为了让IO模块能够与控制室的CPU进行数据传输,我们需要在IO模块前面安装IM模块(接口模块),接下来我们就能使用Profibus-DP和RS-485线来传输数据。使用RS-485能减少线缆成本,同时由于它传输的是数字量,与模拟量相比受工业现场环境的影响比较小,因此控制器与现场区域的数据传输更加稳定。
但是它也存在一些缺点,由于我们使用单个RS-485线缆进行通讯,如果它出现问题,我们将丢失所有来自现场设施的数据,为了预防这种情况,我们有以下措施:
1.将一些主要设备直接与控制室的PLC相连,将其余信号通过Profibus-DP传递,这样即使RS-485出现问题,主要的设备信息依然可以传递到控制室。
2.另一种方法是使用冗余网络,我们使用两根RS-485来连接分布式I/O和PLC,在这种情况下,即使其中用于传输数据的那根线出了问题,剩下的那根线就会担负起传输数据的任务。
接下来做个总结,以前PLC的I/O模块是集中布置的,但通过在主控制器和I/O模块之间引入网络总线,我们将I/O分散到现场区域的机柜中。这就是为什么Profibus后有DP(Decentralized Peripherals)这个后缀,我们通常将“分布式外围设备”叫做“分布式I/O”(Remote I/O)。
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