Profibbus

  Control distribuido a través de Profibus 

   

  1 

MASTER OFICIAL EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
               

AUTOMATIZACIÓN PRÁCTICA III
                   

 

Universidad Politécnica de Madrid ‐UPM 

  Control distribuido a través de Profibus 

   

  2 

 

2.

CONTROL DISTRIBUIDO A TRAVÉS DE LA  RED INDUSTRIAL PROFIBUS 

2.1. INTRODUCCIÓN 
Profibus nace  como  bus  de  campo  abierto  para  que  diferentes  fabricantes  pudieran  conectar  en  una  misma  red  dispositivos  variados  de  automatización.  Sus  creadores  fueron  un  colectivo  de  universidades  y  empresas  en  la  década  de  los  80,   proyecto que derivó en los estándares EN 50170 e IEC 61158. Actualmente Profibus es  uno de los buses de mayor implantación en el mundo.  Profibus  cumple  el  estándar  ISO/OSI  (International  Standard  Organization  /  Open System Interconnect). Existen tres perfiles distintos de Profibus:  • Profibus  FMS  (Fieldbus  Message  Specification):  Implementa,  entre  otras,  la  capa de aplicación del modelo OSI (capa 7) y se aplica para transferencia de  gran  volumen  de  datos  entre  dispositivos  inteligentes.  Basado  en  una arquitectura  cliente‐servidor,  actualmente  se  está  viendo  relegado  por  Ethernet Industrial y TCP/IP.   • Profibus  DP  (Distributed  Peripherial):  Pensado  para  intercambio  a  gran  velocidad de un volumen medio de datos entre un controlador (que hace las  veces de maestro) y diferentes periféricos como PLCs, módulos E/S, paneles  HMI,  variadores  de  frecuencia  etc.,  que  actúan  como esclavos.    Éstos  se  encuentran    distribuidos  en  planta  y  conectados  a  una  única  red.  DP  especifica  las capas física y de enlace del modelo OSI (capas 1 y 2), bajo la  especificación de la norma física RS‐485.    Universidad Politécnica de Madrid ‐UPM 

  Control distribuido a través de Profibus 

   

  3 

•Profibus PA (Process automation): Es un Profibus DP orientado a trabajar en  el  ámbito  de  control  de  procesos,  es  decir,  en  zonas  denominadas  "Ex"  de  seguridad. El perfil sigue la norma IEC 1158‐2.  La figura siguiente muestra esquematiza los diferentes tipos de Profibus. 

    En el laboratorio se dispone de 8 PLCs conectados mediante Profibus DP en dos  columnas  de  a  4,  cada  columna  una  red  independiente.  La  práctica  consistirá  en configurar  el  bus  para  permitir  que  un  PLC  maestro  a  nivel  de  campo  gobierne  el  comportamiento  de  otro/s  PLC/s  esclavo/s  donde  corre  el  programa  de  control  (potencialmente conectados con actuadores/sensores con un bus AS‐i, por ejemplo). 

2.2. PROTOCOLO  PROFIBUS  DP.  ARQUITECTURA  MAESTRO‐ ESCLAVO 
A pesar de que Profibus FMS puede verse como un protocolo más potente, no es  el  perfil  más  adecuado  para  trabajar  a  nivel  de  campo,  ya  que,  en  este  nivel,  el  volumen  de  datos  a  enviar  en  cada  transmisión  no  es  demasiado  elevado  pero  se  requiere que vaya a gran velocidad y, sobre todo, se tienen requisitos de tiempo real.  Prima, frente a la rapidez, que el mensaje llegue en un tiempo máximo límite acotado a priori. En el caso del nivel de campo este tiempo suele estar en torno a 10ms.   El conexionado de los diferentes dispositivos a la red se basa en la arquitectura  maestro‐esclavo:  existe  un  potente  controlador  maestro  y  hasta  126  dispositivos  esclavos  conectados  en  una  misma  red.    Los  dispositivos  maestros  son  estaciones  inteligentes  activas  que  gestionan  las  comunicaciones  y  van  preguntando  a  los diferentes esclavos en un orden predeterminado. Éstos últimos suelen ser estaciones 

 

Universidad Politécnica de Madrid ‐UPM 

  Control distribuido a través de Profibus 

   

  4 

pasivas  (e.g.  módulos  E/S)  que  esperan  ser  interrogados  por  el  maestro.  Una  unidad  esclavo  no  tiene,  por  sí  misma,  capacidad  para  establecer  comunicación  con ...