profibus-la-gi

Profibus là gì? 3 kiểu giao thức nổi bật của Profibus

Sở hữu những tính năng vượt trội, giao thức Profibus đã trở thành nhân tố thiết yếu trong các lĩnh vực công nghiệp. Vậy Profibus là gì? Chúng được cấu tạo ra sao? Hãy cùng Tino Group tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây nhé!

Profibus là gì?

Khái niệm về giao thức Profibus

Profibus là viết tắt của cụm từ Process Field Bus. Đây là một mạng kỹ thuật số nhằm cung cấp thông tin liên lạc giữa hệ thống hoặc bộ điều khiển với các cảm biến trường. Ban đầu, Profibus là giải pháp được ứng dụng trong ngành công nghiệp tự động hóa nhà máy. Sau đó, hệ thống này dân phổ biến và được ứng dụng cho cả ngành công nghệ sản xuất và chế biến.

profibus-la-gi

Giao thức này hoạt động dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế như: IEC 61158 và IEc 61784. Profibus là lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng nhanh, tốn nhiều thời gian và có các tác vụ giao tiếp phức tạp.

Đặc điểm của Profibus

Profibus hoạt động trên nguyên tắc token bus không đồng bộ trong thời gian thực. Đây còn là một giao thức dạng Master (chủ) và Slave (tớ). Với vai trò là mạng Fieldbus, Profibus được thiết kế để tăng tính tương tác giữa máy tính và PLC. Do đó, giao thức này có thể xác định mối quan hệ giữa các master hoặc giữa master với slave.

Đặc điểm cơ bản của Profibus được nhận diện như sau:

  • Có khả năng truy cập theo chu kỳ hoặc không theo chu kỳ
  • Tốc độ truyền tối đa lên đến 500 kbit/s
  • Khoảng cách bus tối đa không dùng repeater (bộ lặp) là 200m (tối đa là 800m
  • Số node (điểm) tối đa không có repeater là 32 và có repeater là 127
  • Sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn (ứng dụng sản xuất) hoặc IEC 1158-2 (điều khiển quá trình)
  • Có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP
profibus-la-gi

Thành phần của Profibus

Profibus hoạt động dựa trên hai thành phần chính là:

  • Master (thiết bị máy chủ): Bao gồm các PAC, PLC, DCS có tính năng theo dõi truyền thông trên bus. Thông thường, trạm chủ sẽ đảm nhiệm vai trò gửi thông tin khi giữ quyền truy cập Bus. Đây còn được gọi là “trạm chủ động”.
  • Slave (thiết bị tớ): Bao gồm những thiết bị cảm biến, phân tán và cơ cấu chấp hành. Một số ví dụ điển hình của các thiết bị này là: động cơ, I0, cảm biến, thiết bị hiện trường, thiết bị truyền động,… Slave chỉ được xác nhận hoặc trả lời thông tin nhận từ trạm chủ khi có yêu cầu. Chúng hoàn toàn không nhận được quyền truy nhập Bus. Slave còn được gọi là “trạm thụ động”. So với trạm chủ, trạm thụ động chỉ xử lý các giao thức đơn giản.

Các lợi ích thiết thực của Profibus

  • Có khả năng hỗ trợ mạng ở các cấp thiết bị hay điều khiển quá trình
  • Có sẵn các giao diện cho những ứng dụng Variable Speed Drive (ổ đĩa tốc độ biến) và Profibus DP (thiết bị ngoại vi phi tập trung)
  • Có tính ứng dụng cao, hoạt động bình ổn, đáng tin cậy, đơn giản và dễ mở rộng hệ thống
  • Được sử dụng trong môi trường an toàn (đối với các thiết bị Profibus PA)
  • Có sẵn host (giao diện chủ) cho các PLC, DCS cũng như hệ thống máy tính
  • Cung cấp thiết bị Gateway hỗ trợ các mạng bus sensor với chi phí thấp, nhất là AS-Interface
profibus-la-gi

Ứng dụng thực tiễn của Profibus

Hiện nay, giao thức Profibus được áp dụng trong các hệ thống điều khiển của lĩnh vực công nghiệp. Nhất là Profibus DP, giao thức này đã “góp mặt” trong các nhà máy công nghệ như: chế biến, hóa chất, điện, xi măng,… Một số ứng dụng thực tế của giao thức Profibus là:

HM Interdrink – nhà máy đóng chai Coca-Cola tại Đức

Nhà máy này đòi hỏi một quy trình làm việc có năng suất cao, hiệu quả và tăng doanh thu nhanh chóng. Vậy nên, họ đã áp dụng Profibus DP vào quá trình lưu thông dữ liệu chu kỳ. Đồng thời, họ cũng sử dụng Profibus-FMS cho lưu thông dữ liệu không đồng bộ với khối lượng dữ liệu khổng lồ. Nhờ vậy, quy trình sản xuất của nhà máy diễn ra thuận lợi và hiệu quả hơn.

profibus-la-gi

Tai Chang Wall – nhà máy sản xuất kem tại Trung Quốc

Tai Chang Wall đã áp dụng Profibus vào dây chuyền sản xuất nhằm kết nối thiết bị tại hiện trường với hệ thống trung tâm. Việc này giúp họ giảm bớt số lượng nhân sự một cách hiệu quả. Trên thực tế, nhà may này chỉ cần 2 nhân viên cho việc giám sát tại phòng điều khiển.

Các kiểu giao thức của Profibus

Profibus DP (Thiết bị ngoại vi phi tập trung)

Profibus DP được tạo ra như một giải pháp nhanh chóng dựa trên lớp vật lý RS485 và tiêu chuẩn châu Âu EN-50170. Phiên bản Profibus này phù hợp với quá trình trao đổi thông tin nhỏ. Tuy nhiên, tốc độ truyền của chúng cực kỳ nhanh và đơn giản.

Tốc độ truyền thông của Profibus DP dao động từ 9,6 Kbp – 12 Mbp với phạm vi 100m – 120m. Phiên bản này được bổ sung một số tính năng phù hợp với các ứng dụng khác nhau như: đọc và ghi dữ liệu quá trình, cấp nguồn trên bus, truyền trạng thái thiết bị,…

profibus-la-gi

Profibus DP được tạo ra nhằm truyền dữ liệu tốc độ cao tại các cấp thiết bị. Trong quá trình này, PLC hoặc PC sẽ tương tác với thiết bị hiện trường phân tán của chúng như I/O, Drive hoặc van thông qua liên kết nối tiếp tốc độ cao.

Phần lớn việc truyền dữ liệu này được thực hiện dựa trên một chu kỳ nhất định. Ngoài ra, cấu hình của Profibus DP là ProfiSafe, do đó chúng có thể được sử dụng an toàn trong các ứng dụng SIL3.

Profibus FMS

Tuy không phổ biến bằng Profibus DP nhưng mạng FMS là phiên bản đầu tiên của Profibus. Sử dụng Profibus FMS, người dùng sẽ được hỗ trợ nhiều lựa chọn về chức năng, nhất là khi so sánh với các biến thể khác.

Phiên bản này có khả năng giải quyết các tác vụ truyền thông phức tạp giữa DCS và PLC. Chúng không chỉ thúc đẩy khả năng giao tiếp giữa các hệ thống tự động hóa, Profibus FMS còn giúp trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị thông minh (được sử dụng ở cấp điều khiển).

Profibus PA

Mạng PA là ý tưởng tuyệt vời dành cho các ứng dụng hiện trường. Đây là nơi thực hiện giao tiếp giữa các dụng cụ đo và hệ thống điều khiển. Profibus PA sở hữu tính năng toàn diện nhằm phục vụ cho các thiết bị cấp quá trình.

Phiên bản này có những đặc điểm sau:

  • Mạng vật lý theo tiêu chuẩn IEC-61158-2
  • Tốc độ truyền thông là 31,25 Kbp trong phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn
  • Được thiết kế phù hợp với ứng dụng Intrinsically safe

Thực chất, Profibus PA khá tương đồng với Profibus DP. Tuy nhiên, chúng có lớp vật lý khác nhau là Manchester Bus Powerd (MBP). Do đó, giao thức Profibus PA hầu như được ứng dụng trong các khu vực nguy hiểm, dễ cháy nổ.

profibus-la-gi

Profibus là nguồn động lực mạnh mẽ giúp doanh nghiệp bạn chinh phục “đường đua” công nghệ. Tino Group hy vọng bài viết trên đã mang lại giá trị hữu ích cho bạn trong quá trình tìm hiểu về Profibus cũng như tính năng của chúng. Chúc bạn thành công!

Những câu hỏi thường gặp về Profibus

Profibus DP có bao nhiêu phiên bản?

Hiện tại, Profibus DP sở hữu ba phiên bản riêng biệt; DP-V0, DP-V1 và DP-V2. Các phiên bản này tạo ra nhiều tính năng mới và phức tạp hơn.

Điểm khác nhau giữa Profibus và Profinet là gì?

Về cơ bản, Profinet được xem là một giao thức hoạt động trên Ethernet công nghiệp. Đồng thời, giao thức này hỗ trợ giao tiếp nhanh hơn và băng thông của chúng cũng nhiều hơn. Trong khi đó, Profibus là một giao thức kỹ thuật số truyền thống và hoạt dựa trên giao tiếp nối tiếp.

Profibus có những hạn chế nào?

Giao thức Profibus cung cấp cho người dùng nhiều lợi ích thiết thực. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa với việc chúng không mắc phải một số vấn đề. Hai yếu điểm cơ bản nhất của giao thức Profibus là:
– Giao thức này không hỗ trợ ứng dụng Intrinsically Safe (ngoại trừ giao thức Profibus PA)
– Đòi hỏi về hệ thống dây cáp, tiếp đất, điện, bọc và đầu cuối trong quá trình thiết kế và lắp đặt

Profinet được ứng dụng như thế nào?

Profinet được áp dụng cho việc điều khiển và truyền thông tại hiện trường. Giao thức này cung cấp một mạng lưới thống nhất theo chiều dọc. Đồng thời, Profinet còn mang lại những giá trị về Công nghệ Thông tin trong mọi lĩnh vực sản xuất của doanh nghiệp.

Mọi thắc mắc và góp ý liên quan, xin vui lòng liên hệ ngay Tino Group để được tư vấn chi tiết hoặc Fanpage để cập nhật những thông tin mới nhất nhé!

Tinh gọn quy trình – chạm đỉnh doanh thu – Tino Group tự tin đồng hành cùng doanh nghiệp Việt trên hành trình chuyển đổi số!

CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TINO

  • Trụ sở chính: L17-11, Tầng 17, Tòa nhà Vincom Center, Số 72 Lê Thánh Tôn, Phường Bến Nghé, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh
  • Tổng đài miễn phí: 1800 6734
  • Email: info@tino.org
  • Website: www.tino.org

Bình luận

Your email address will not be published.