Siemens AG 2008 PROFIBUS. Il multitalento per la comunicazione nell'industria di processo. Brochure Aprile 2008 PROFIBUS.

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1 PROFIBUS Il multitalento per la comunicazione nell'industria di processo Brochure Aprile 2008 PROFIBUS

2 Totally Integrated Automation ERP Enterprise Resource Planning Ethernet Management Level MES Manufacturing Execution Systems Ethernet SIMATIC IT Operations Level SIMATIC PCS 7 Process Control (DCS) Control Level Industrial Ethernet Industrial Software for Design and Engineering Installation and Commissioning Operation Maintenance Modernization and Upgrade SINUMERIK Computer Numeric Control SIMOTION Motion Control System SIMATIC NET Industrial Communication SIMATIC Controllers Modular/Embedded/ PC-based SIMATIC HMI Human Machine Interface Field Level PROFIBUS PA Process Instrumentation AS-Interface SIMATIC Sensors SIMATIC Distributed I/O SINAMICS Drive Systems Totally Integrated Automation HART IO-Link Con Totally Integrated Automation (TIA) Siemens offre come unico produttore una base omogenea per la realizzazione di soluzioni di automazione su misura per il cliente in tutti i settori, dall'entrata dei materiali fino all'uscita dei prodotti finiti. TIA si distingue per la sua omogeneità del tutto particolare. Questa omogeneità non soltanto consente una netta riduzione delle interfacce, ma garantisce anche la massima trasparenza a tutti i livelli dal livello di campo attraverso quello di controllo della produzione fino al livello di gestione aziendale. Naturalmente potete approfittare di Totally Integrated Automation durante l'intero ciclo di vita dei vostri impianti - dalle prime fasi della pianificazione fino all'esercizio ed alla modernizzazione, Qui l'omogeneità sistematicamente applicata al continuo sviluppo dei nostri prodotti e sistemi assicura un elevato grado di sicurezza di investimento, grazie all'esclusione di interfacce inutili. 2 PROFIBUS

3 Contenuto text PROFIBUS PROFIBUS - un bus di campo omogeneo per tutta l'automazione di processo I vostri vantaggi con PROFIBUS PROFIBUS - collaudato e sicuro per il futuro Fondamenti tecnici Caratteristiche e norme generali SIMATIC WinCC SCADA-System Safety Integrated SIRIUS Industrial Controls SENTRON Switching Devices SIMOCODE pro Motor Management System PROFINET Industrial Ethernet PROFIBUS AS-Interface Totally Integrated Power KNX/EIB GAMMA instabus Fin dall'inizio dello sviluppo dei nostri prodotti e sistemi fissiamo come caratteristica fondamentale l'assoluta omogeneità. Il risultato: perfetta interazione di tutti i componenti - dal controllore al sistema di servizio e supervisione e agli azionamenti fino al sistema di controllo di processo. Si riduce così la complessità della soluzione di automazione del vostro impianto. Lo potete constatare ad esempio già nella fase di engineering della soluzione di automazione, riscontrando un minore dispendio di tempo e costi, nonché durante l'esercizio, grazie al supporto delle potenti funzioni di diagnostica omogenea di Totally Integrated Automation per l'aumento della disponibilità del vostro impianto. Caratteristiche di PROFIBUS DP e PROFIBUS PA PROFIBUS in aree a rischio di esplosione Comunicazione orientata alla sicurezza Gestione delle apparecchiature con GSD e EDD Interoperabilità e sostituibilità Architettura di bus Architettura PROFIBUS DP Architettura PROFIBUS PA Dati tecnici Progettazione e diagnostica Progettazione Diagnostica Tempi ciclo di PROFIBUS e relativo calcolo Esempi applicativi Norsk Hydro Energy - Oil & Gas Plattform, Norvegia Bitburger Fabbrica di birra, Germania Periferia di processo Siemens per PROFIBUS Apparecchiature periferiche decentrate Azionamenti Strumenti di misura Regolatori di processo Regolatori di posizione Monitoraggio di processo Sistemi di pesatura e dosaggio Analisi di gas PROFIBUS 3

4 PROFIBUS Un bus di campo omogeneo per tutta l'automazione di processo Comando Sistema di controllo di processo Trasporto Reazione Le principali apparecchiature PROFIBUS: Avviatori motore (SIMOCODE, SIRIUS) Azionamenti (SINAMICS) Sistema di pesatura dinamico/ bilancia a nastro Le principali apparecchiature PROFIBUS: Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Misuratori di livello, pressione, temperatura (SITRANS L, P, T) Analisi (ULTRAMAT, LDS6) Gascromatografia (Maxum) Identificazione Prova Miscelazione Le principali apparecchiature PROFIBUS: Pannelli operatore (SIMATIC HMI) Lettori di barcode + ID (MOBY) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Le principali apparecchiature PROFIBUS: Sistemi di elaborazione immagini (SIMATIC Machine Vision) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Posizionatore per valvole (SIPART PS) Le principali apparecchiature PROFIBUS: Misuratori di portata, livello, pressione, temperatura (SITRANS F, L, P, T) Sistemi di pesatura (SIWAREX) Avviatori motore (SIMOCODE, SIRIUS) Requisiti per il bus di campo: alta velocità, real-time, determinismo: PROFIBUS DP INBOUND Requisiti per il bus di campo: alta velocità, grandi volumi di dati, ridondanza: PROFIBUS DP e apparecchiature a due fili, impiego nell'area Ex: PROFIBUS PA PRIMARY PROCESS 4 PROFIBUS

5 Controllo di processo DCS: SIMATIC PCS 7 PLC: SIMATIC S7-300, S7-400 Parametrizzazione, gestione degli impianti (SIMATIC PDM) Realizzato con: PROFIBUS DP PROFIBUS PA Separazione Stoccaggio Le principali apparecchiature PROFIBUS: Misuratori di portata (SITRANS L) Misuratori di livello (SITRANS L) Avviatori motore (SIMOCODE, SIRIUS) Le principali apparecchiature PROFIBUS: Misuratori di pressione, temperatura (SITRANS P, T) Misuratori di livello (SITRANS L) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Imballaggio/riempimento Trasporto Identificazione Le principali apparecchiature PROFIBUS: Azionamenti (SINAMICS, tecnologia SIMATIC, SIMOTION) Sistemi orientati alla sicurezza (sistemi SIMATIC F) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Le principali apparecchiature PROFIBUS: Azionamenti (SINAMICS) Avviatori motore (SIMOCODE, SIRIUS) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Le principali apparecchiature PROFIBUS: Lettori di barcode + ID (MOBY) Pannelli operatore (SIMATIC HMI) Periferia decentrata (SIMATIC ET 200) Requisiti per il bus di campo: alta velocità, real-time, determinismo: PROFIBUS DP SECONDARY PROCESS Requisiti per il bus di campo: alta velocità, real-time, determinismo: PROFIBUS DP OUTBOUND PROFIBUS 5

6 Riducete il vostro Total Cost of Ownership con il bus di campo flessibile per tutte le esigenze dell'industria di processo "Gli utenti in settori ibridi, come l'industria chimica, farmaceutica o dei generi alimentari e voluttuari, possono approfittare della singolare capacità di un sistema PROFIBUS, di realizzare un'integrazione diretta tra apparecchiature da campo (ad es. trasduttori di pressione e misuratori di portata) e apparecchiature tipiche dell'automazione discreta (ad es. azionamenti e sensori)." Studio pubblicato dall'arc "The Value Proposition of PROFIBUS in the Hybrid Industries" ARC Advisory Group, Dedham/MA, USA Nell'industria di processo le linee di produzione sono spesso "ibride". I processi primari caratterizzati da operazioni come reazione, miscelazione o separazione (Primary Processes) vengono combinati con le applicazioni discrete dei processi secondari (Secondary Processes), della logistica di ingresso (Inbound) o della logistica di uscita (Outbound). Tipiche di queste applicazioni sono attività quali indentificazione, trasporto, prova, riempimento, imballaggio o stoccaggio. Il PROFIBUS può soddisfare tutte queste esigenze come bus di campo attualmente unico al mondo. Con tecniche di trasmissione combinabili tra di loro, un profilo di comunicazione uniforme e profili applicativi addizionali per le tipiche funzionalità delle apparecchiature, ad es. PA Devices, PROFIdrive o PROFIsafe, il PROFIBUS è in grado come nessun altro bus di campo di collegare tra di loro in modo omogeneo la produzione di processo e la produzione manifatturiera. Ulteriori profili applicativi offrono la possibilità di integrare direttamente installazioni già esistenti con tecnica ma e apparecchiature HART salvaguardando pertanto gli investimenti già fatti. Una simile architettura di bus omogenea offre enormi risparmi di costi. La riduzione dei costi riguarda la tecnica costruttiva, il montaggio e il cablaggio ma anche la pianificazione, l'engineering, la messa in servizio, il test nonché la documentazione e il training. Sono poi da valutare ancora i risparmi di costi che possono derivare da un Asset Management efficiente per la manutenzione e in un esercizio a lungo termine. I requisiti cui deve soddisfare il bus di campo sono assai diversi. Per l'automazione di processi, in ambienti spesso aggressivi, dannosi per la salute o a rischio d'esplosione, sono di fondamentale importanza il collegamento diretto di apparecchiature a sicurezza intrinseca con relativa alimentazione tramite il mezzo trasmissivo nonché l'elevato contenuto informativo della comunicazione. Per le applicazioni manifatturiere sono invece importanti la velocità e la funzionalità deterministica. 6 PROFIBUS

7 PROFIBUS I vostri vantaggi Riduzione dei costi Flessibilità e sicurezza dell'investimento Minimizzazione del Total Cost of Ownership con comunicazione omogenea tramite bus di campo: Per tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo e ibrida In tutte le fasi del processo di produzione Durante l'intero ciclo di vita dell'impianto Minori oneri di pianificazione e engineering nonché costi di messa in servizio ridotti rispetto alla trasmissione di segnali convenzionale tramite collegamenti punto a punto Il collegamento diretto di apparechiature di processo nell'area Ex fa risparmiare cablaggio e tecnica d'installazione per permutazione, distribuzione, alimentazione e montaggio Safety Integrated System con comunicazione PROFIBUS orientata alla sicurezza come alternativa economica a sistemi di sicurezza separati Configurazioni d'impianto a costo ottimizzato per un'elevata disponibilità grazie a Flexible Modular Redundancy Asset Management efficace con previsione del tempo di funzionamento residuo e pianificazione della manutenzione preventiva Disponibilità e performance elevate La più ampia base di installato in tutto il mondo con oltre 23 milioni di nodi PROFIBUS, di cui 3,3 milioni nell'industria di processo Interoperabilità e sostituibilità con una gamma di oltre apparecchiature di oltre produttori internazionali Coesistenza di apparecchiature semplici e complesse con protocollo di comunicazione uniforme e profili applicativi addizionali per specifiche funzioni delle apparecchiature (ad es. PROFIdrive per azionamenti, Ident per lettori di barcode o PA Devices per apparecchiature di processo) Ampliabilità e compatibilità garantita degli ulteriori sviluppi Le comuni apparecchiature ma e HART sono integrabili direttamente Accettazione in tutto il mondo grazie a tecnologie conformi a IEC e ISO Supporto in tutto il mondo da parte di PROFIBUS International con 25 organizzazioni regionali 36 Competence Center 10 laboratori di test 12 Training Center Ridondanza e completa diagnostica online Protezione dell'uomo e della macchina Parametrizzazione centralizzata e manutenzione proattiva con efficienti sistemi/strumenti di management Nessuna necessità di taratura sistematica delle apparecchiature da campo Comunicazione veloce e sicura nonché alta precisione di misura Integrazione diretta della comunicazione di sicurezza con PROFIsafe invece di un bus di sicurezza separato Ampio contenuto di informazioni e comunicazione bidirezionale per una diagnostica ampliata che consente di rilevare ed eliminare i guasti in modo più veloce e preciso. Installazione semplice Apparecchiature certificate da FISCO consentono il "Plug and Play" nell'area Ex. Non sono necessari laboriosi calcoli relativi alla sicurezza. PROFIBUS 7

8 PROFIBUS - collaudato e sicuro per il futuro Con la sua tecnologia avanzata, definita in norme internazionali, PROFIBUS ha raggiunto la posizione di leader sul mercato mondiale dei bus di campo. Questa tecnologia è caratterizzata da Impiego di standard aperti Compatibilità Impiegabilità universale Ampliabilità flessibile Elevata affidabilità Questo è attestato dalla più ampia base di installato in tutto il mondo con oltre 23 milioni di nodi PROFIBUS, di cui 3,3 milioni nell'industria di processo con ca nodi PROFIBUS PA installati (situazione a fine 2007). PROFIsafe, che consente la trasmissione di dati orientati alla sicurezza e dati standard di comando tramite un unico cavo di bus, si è anche affermato sul mercato raggiungendo una posizione di leader sia nell'automazione di processo sia in quella manifatturiera. Dall'introduzione della tecnologia PROFIsafe nell'anno 1999 fino alla fine del 2006 sono stati già forniti più di nodi PROFIsafe. Tutti i principali produttori supportano lo standard PROFIBUS con un insieme di oltre prodotti e servizi diversi. Più di aziende produttrici e utilizzatrici, tra le quali i fornitori di prodotti e sistemi di primo piano a livello mondiale, si sono associate a PROFIBUS International (PI), la più grande organizzazione internazionale di utenti di bus di campo. Questa potente organizzazione promuove la diffusione ed il continuo sviluppo di PROFIBUS e supporta i suoi membri in tutti i continenti tramite una rete di: 25 organizzazioni PROFIBUS regionali in 24 Paesi 36 PROFIBUS-Competence Center in 21 Paesi 10 laboratori di test 12 Training Center in 8 Paesi Un'offerta completa di informazioni su PROFIBUS International si trova in Internet all'indirizzo Totally Integrated Automation con PROFIBUS Il PROFIBUS, quale mezzo di comunicazione per il livello di campo, è parte integrante essenziale di Totally Integrated Automation (TIA), la base unica nel suo genere, che Siemens offre per l'automazione omogenea, su misura per il cliente, in tutti i settori dell'industria manifatturiera, di processo o ibrida dall'entrata dei materiali fino all'uscita dei prodotti finiti e durante tutto il ciclo di vita di un impianto. Nell'ambito di TIA sono garantite ampliabilità e sicurezza degli investimenti grazie alla compatibilità dei progressivi sviluppi innovativi. Industrie Industria di processo Industria ibrida Industria manifatturiera 20 M 15 M Settori Energia Raffineria Acqua Chimica Olio e gas Cellulosa e carta Cemento e vetro Metallurgia/ind. mineraria Ind. farmaceutica Generi alim. e bevande Ind. automobilistica Elettronica 10 M 5 M Processo produttivo Logistica d'ingresso Processo primario Processo secondario Logistica d'uscita tempo Ciclo di vita dell'impianto di produzione Pianificazione e progettazione Installazione e messa in servizio Esercizio produttivo Manutenzione e service Modernizzazione Fonte: PROFIBUS International Nodi PROFIBUS installati Comunicazione di campo tramite PROFIBUS 8 PROFIBUS

9 Fondamenti tecnici Caratteristiche e norme generali Classificazione e caratteristiche Nell'industria di processo, la trasmissione convenzionale dei segnali tra i sensori/gli attuatori nel campo e i moduli di ingresso/uscita del sistema di controllo di processo è realizzata tramite collegamenti punto a punto paralleli con conduttori in rame. I segnali analogici vengono di norma trasmessi con un livello di ma. Contrariamente a questo, i sistemi di bus di campo come il PROFIBUS consentono la comunicazione digitale tra il sistema di automazione (controllore) e le apparecchiature nel campo tramite un unico cavo di bus seriale. Questa comunicazione è caratterizzata dalla trasmissione ciclica dei dati di processo nonché dall'inoltro aciclico di allarmi/interrupt, parametri e dati diagnostici. La conseguente riduzione dell'onere di cablaggio e dell'hardware di ingresso/uscita rappresenta un enorme potenziale di risparmio. Il contenuto di informazioni notevolmente maggiore della trasmissione digitale implica ulteriori vantaggi di costo significativi nell'esercizio e nella manutenzione degli impianti grazie a: Comunicazione bidirezionale (emissione del valore di riferimento e rilevamento della posizione attuale della valvola) Informazioni diagnostiche complete per Asset Management Grande precisione (risoluzione di 32 bit) Il PROFIBUS è un bus semplice, robusto e affidabile, che può essere ampliato online e impiegato in ambienti standard non critici come pure in aree a rischio d'esplosione. Oltre a queste caratteristiche sono di rilevante importanza per l'automazione di processo le seguenti funzioni di PROFIBUS: Integrazione di apparecchiature HART già installate Ridondanza Comunicazione orientata alla sicurezza con PROFIsafe Sincronizzazione oraria Timbratura oraria Come bus aperto universale il PROFIBUS gestisce Comunicazione veloce con apparecchiature da campo intelligenti decentrate (PROFIBUS con fisica DP) Comunicazione e contemporanea alimentazione d'energia per trasmettitori e attuatori (PROFIBUS con fisica PA) Grazie al suo concetto modulare con tecniche di trasmissione complementari, un protocollo di comunicazione omogeneo ed una molteplicità di profili sovrapposti per applicazioni specifiche (ad es. PA Devices, PROFIsafe, PROFIdrive, I/O remoti per PA, sistemi di identificazione o di pesatura/dosaggio), il PROFIBUS è l'unico bus di campo che può essere impiegato sia nell'industria manifatturiera sia nell'industria di processo. Normativa internazionale La standardizzazione del PROFIBUS è avvenuta nel 1991 dapprima nella normativa nazionale tedesca DIN e poi nel 1996 nella normativa europea EN Dal 1999 il PROFIBUS è integrato nelle normative internazionali IEC e IEC convenzionale Quadro di automazione PROFIBUS Quadro di automazione DP/PA Link PROFIBUS PA (Non-Ex) I/O remoti Distributore di accoppiamento Separazione Ex PROFIBUS Quadro di periferia decentrata PROFIBUS PA (Ex) Sottodistributori Azionamenti Strumenti di misura Motor-Management I/O Ex remoti Confronto tra tecnica costruttiva del PROFIBUS e trasmissione di segnali convenzionale Fondamenti tecnici 9

10 Caratteristiche di PROFIBUS DP e PROFIBUS PA PROFIBUS DP Il PROFIBUS DP, progettato per elevate velocità di trasmissione (fino a 12 Mbit/s) e brevi tempi di reazione (fino a 1 ms), è perfettamente adatto all'impiego per il comando diretto di Apparecchiature da campo intelligenti, ad es. avviatori motore, azionamenti, apparecchiature di analisi, regolatori di processo o pannelli operatore Apparecchiature periferiche decentrate: I/O remoti come ET 200M, ET 200iSP o ET 200S Grazie alla combinazione dei meccanismi di comunicazione standard di PROFIBUS con uno speciale profilo HART per la riproduzione del modello Client-Master-Server di HART sul PROFIBUS, è possibile integrare anche il gran numero di apparecchiature da campo HART, installate nel livello di campo, in reti di comunicazione PROFIBUS DP già esistenti o nuove. OLM OLM Industrial Ethernet Sistema di automazione Ampie distanze con Fiber Optic PROFIBUS PA (MBP) DP/PA Link Separazione EX + Repeater PROFIBUS DP (RS 485-iS) PROFIBUS DP (RS 485) Il vantaggio risiede nel fatto che per la comunicazione PROFIBUS vera e propria nonché per la comunicazione HART con le apparecchiature periferiche decentrate viene utilizzato un unico cavo. Tecniche di trasmissione Il PROFIBUS DP può essere realizzato, secondo IEC e IEC 61784, nelle seguenti tecniche di trasmissione: RS 485 Tecnica di trasmissione elettrica semplice ed economica sulla base di un cavo schermato a due fili. Una rete PROFIBUS elettrica è configurabile in struttura lineare o ad albero. RS 485-iS Tecnica di trasmissione elettrica a sicurezza intrinseca, realizzata con un cavo schermato a due fili, con velocità di trasmissione 1,5 Mbit/s per l'impiego in aree a rischio d'esplosione fino alla Zona Ex 1. Separazione tra RS 485 e RS 485-iS mediante trasformatore di disaccoppiamento (accoppiatore RS 485-iS). Fiber Optic Tecnica di trasmissione ottica con cavi FO in fibra di vetro o di plastica, per la trasmissione veloce di grandi quantità di dati in ambienti fortemente inquinati da disturbi o per il superamento di grandi distanze. Con moduli OLM (Optical Link Module) è possibile la realizzazione di una rete ottica in struttura lineare, ad anello o a stella. In questo caso la struttura ad anello garantisce automaticamente la tolleranza da rottura conduttore (rete fault-tolerant). La distanza tra due OLM può arrivare fino a 15 km. In virtù della trasmissione ottica pressoché senza perdite d'energia, l'estensione complessiva della rete è limitata solo dai tempi di propagazione dei segnali. RS 485-iS Coupler Tecniche di trasmissione PROFIBUS ciclica Lettura delle variabili di processo, scrittura di variabili modificate aciclica Comunicazione deterministica sul bus PROFIBUS ciclica Parametrizzazione, diagnostica ampliata t Comunicazione deterministica sul bus Una caratteristica del PROFIBUS è la comunicazione deterministica secondo il principio Master-Slave, che garantisce permanentemente il comportamento temporale progettato del bus e i tempi di reazione definiti dei nodi/partner del bus. Essa è caratterizzata da Trasmissione ciclica di dati di processo Inoltro aciclico di dati di progettazione, di allarme/interrupt e di diagnostica La finestra temporale per la comunicazione aciclica viene considerata automaticamente nella progettazione. Se il volume di dati in arrivo è maggiore della capacità di questa finestra, la comunicazione aciclica con un nodo/partner viene ripartita su più cicli. 10 Fondamenti tecnici

11 Sistema di automazione ad elevata disponibilità ET 200M ET 200M DP/PA Link ridondante ET 200M PROFIsafe ET 200iSP Sensore/ attuatore PROFIBUS PA PROFIBUS PA Il PROFIBUS PA, che consente con cavo a due fili e tecnica di trasmissione a sicurezza intrinseca MBP (Manchester Coded; Bus Powered) secondo IEC la trasmissione digitale di dati e la contemporanea alimentazione d'energia, si presta perfettamente all'impiego nell'industria di processo per l'integrazione diretta di apparecchiature come ad es. attuatori pneumatici, elettrovalvole o sensori per compiti di misura e di analisi, in ambienti fino alla Zona Ex 0 o 1. Nonostante la velocità relativamente bassa di 31,25 kbit/s, il tempo di comunicazione tipico di un trasduttore di misura è solo di ca. 10 ms. Sono pertanto realizzabili praticamente tutte le applicazioni tipiche dell'industria di processo, anche con impianti molto estesi. Esecuzione ridondante del PROFIBUS DP Ridondanza Il PROFIBUS DP può essere realizzato in modo ridondante. Le apparecchiature periferiche decentrate vengono in tal caso collegate tramite due moduli d'interfaccia a due rami PROFIBUS DP ridondanti di un sistema di automazione ad elevata disponibilità, le apparecchiature da campo intelligenti al PROFIBUS PA tramite un DP/PA Link ridondante con due moduli d'interfaccia. Tramite un Y-Link è possibile inoltre il funzionamento di apparecchiature PROFIBUS DP non ridondanti collegate ad un PROFIBUS DP ridondante. Highlights di PROFIBUS DP Y-Link Protocollo di comunicazione PROFIBUS DP PROFIBUS DP Collegamento di apparecchiature PROFIBUS DP non ridondanti al PROFIBUS DP ridondante Protocollo PROFIBUS per elevate velocità di trasmissione (fino a 12 Mbit/s) e rapidi tempi di reazione Il PROFIBUS PA è realizzabile in struttura lineare o ad albero con cavi di derivazione molto lunghi (fino a 120 m) o anche in struttura ad anello. Per l'inoltro dell'alimentazione e per l'adattamento della velocità di trasmissione dati nel passaggio da PROFIBUS DP a PROFIBUS PA servono DP/PA Coupler o DP/PA Link. Highlights di PROFIBUS PA Protocollo di comunicazione PROFIBUS DP Consente, con cavo a due fili e tecnica di trasmissione MBP, la trasmissione digitale di dati insieme alla contemporanea alimentazione d'energia per le apparecchiature da campo Ideale per l'integrazione diretta di attuatori pneumatici, elettrovalvole e sensori per compiti di misura e di analisi in ambienti fino alla Zona Ex 0 o 1 Realizzabile in struttura lineare o ad albero con lunghezze di cavo/segmento fino a m Strutture ad anello consentono modifiche durante l'esercizio e l'isolamento automatico di segmenti difettosi Adatto per il comando diretto di Apparecchiature da campo intelligenti, ad es. azionamenti, avviatori motore, apparecchiature di analisi, regolatori di processo o pannelli operatore I/O remoti come ET 200M, ET 200iSP, ET 200S Possibilità di funzionamento ridondante Cavo a due fili in rame per reti fino a max. 10 km (RS 485 fino alla Zona Ex 2, RS 485-iS fino alla ZonaEx1) Fibra ottica per reti insensibili ai disturbi estese su grandi distanze (> 15 km), fino alla Zona Ex 1 Si possono ottenere brevi tempi di comunicazione (tip. per trasmettitori di misura ca. 10 ms) Grazie all'impiego di componenti certificati secondo il modello FISCO: Notevole semplificazione della progettazione Nessuna necessità di calcoli di circuiti Ex Massimizzazione del numero di apparecchiature controllabili Sostituzione delle apparecchiature da campo indipendentemente dal produttore Barriere di campo consentono un incremento significativo del numero di apparecchiature collegabili ad ogni segmento di bus nell'area Ex nonché della lunghezza del rispettivo cavo di segmento Fondamenti tecnici 11

12 PROFIBUS in aree a rischio di esplosione Industrial Ethernet Sistema di controllo di processo GAS POLVERE FM/UL ATEX FM/UL ATEX Class I Zone 2 Class I Zone 1 Class I Zone 0 Zona 2 Zona 1 Zona 0 Class II Zone 2 Class II Zone 1 Class II Zone 0 Zona 22 Zona 21 Zona 20 2) S7-400 ET 200S SIMOCODE pro 1) 1) Area a rischio d'esplosione Ex e, Ex d Attuatori/ sensori Ex e, Ex d Attuatori/ sensori ET 200M 1) Ex i, Ex e, Ex d Attuatori/ sensori 1) Trasformatore di separazione del bus di campo DP/PA Link 1) PROFIBUS DP-iS PROFIBUS PA ET 200iSP Ex i 1) 3) Attuatori/ sensori Attuatori/ sensori Panoramica sul funzionamento del PROFIBUS in atmosfere di gas e polveri a rischio d'esplosione 1) Atmosfera con polveri: Installazione dei componenti sempre in un contenitore con grado di protezione IP6x 2) Con alimentazione standard DC 10 A 3) Soddisfa anche FM/UL secondo Class I Division 2 PROFIBUS in aree Ex Per poter utilizzare il PROFIBUS nell'area Ex, sono necessari adattamenti della fisica del bus. Il protocollo PROFIBUS resta invece invariato in tutte le condizioni di funzionamento ambientali. Con la tecnica di trasmissione elettrica RS 485 oppure ottica, il PROFIBUS DP può essere condotto normalmente fino nella Zona Ex 2. Mediante un traformatore di disaccoppiamento (Coupler RS 485-iS) e la tecnica di trasmissione RS 485-iS, è possibile condurre il PROFIBUS DP come bus di campo a sicurezza intrinseca fino nella Zona Ex 1. Il PROFIBUS DP a sicurezza intrinseca è specificato per il modo di protezione antideflagrante EEx(ib). Con il DP/PA Link in esecuzione Ex si disaccoppia il PROFIBUS PA dal PROFIBUS DP. Il PROFIBUS PA a sicurezza intrinseca all'uscita del DP/PA-Coupler è così disponibile per sensori e attuatori nelle aree a rischio d'esplosione delle Zone 0 o 1. Esso soddisfa i requisiti dei tipi di protezione antideflagrante EEx(ia) e EEx(ib). Confronto tra Zone e Classes/Divisions Norme NEC 505 NEC 500 Atmosfera Gas, vapori Zona 0 Zona 1 Polveri Zona 20 Zona 21 Class I, Division 1 Zona 2 Class I, Division 2 Class II, Division 1 Zona 22 Class II, Division 2 12 Fondamenti tecnici

13 Comunicazione orientata alla sicurezza Modello FISCO In caso di riprogettazione o modifica del PROFIBUS PA nell'area Ex, non sono necessari onerosi calcoli di circuiti Ex, se i componenti coinvolti (accoppiatore Ex, cavo, apparecchiature da campo, terminazione del bus) sono certificati da un ente di omologazione autorizzato, ad es. PTB o UL, secondo il modello FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept). Ne risultano notevoli risparmi di costi in fase di progettazione e durante l'esercizio. Anche in caso di aggiunta o rimozione di apparecchiature non sono più necessari calcoli di alcun tipo. Secondo il modello FISCO, una rete è a sicurezza intrinseca se i suddetti componenti rispettano valori limiti prefissati per tensione, corrente, potenza, induttanza e capacità. Con l'impiego di componenti omologati secondo FISCO, ad es. Ex-DP/PA Coupler e apparecchiature da campo PA di Siemens, è possibile massimizzare il numero di apparecchiature collegate ad un ramo e aumentare la varietà di componenti multivendor nella sostituzione di apparecchiature o nell'ampliamento degli impianti. Comunicazione orientata alla sicurezza con PROFIsafe PROFIsafe è un profilo, che realizza la comunicazione PROFIBUS sicura tra Apparecchiature orientate alla sicurezza nel campo Applicazioni rilevanti per la sicurezza elaborate nei sistemi di automazione a fronte di esigenze elevate fino a - Cat 4 secondo EN AK6 o SIL3 secondo IEC Il profilo PROFIsafe viene implementato come strato software addizionale nelle apparecchiature e nei sistemi, senza che siano modificati i meccanismi di comunicazione standard di PROFIBUS. E' pertanto possibile impiegare senza modifiche i componenti standard interessati alla comunicazione di entrambi i nodi/partner PROFIsafe, (ad es. unità di comunicazione, connettori o cavi). Dati orientati alla sicurezza PROFIsafe- Layer Protocollo BUS standard Dati standard Dati standard e orientati alla sicurezza vengono trasmessi con PROFIsafe tramite lo stesso cavo di bus. Una comunicazione senza collisioni è possibile tramite un sistema di bus con componenti di rete indipendenti dal mezzo trasmissivo. Inoltre, le apparecchiature PROFIsafe in rete PROFIBUS possono funzionare insieme ad apparecchiature standard, a scelta anche ridondanti. L'utilizzo di PROFIsafe è anche possibile nell'esercizio a sicurezza intrinseca. PROFIsafe riconosce una molteplicità di possibili errori nella comunicazione seriale, ad es. Ritardo Perdita Ripetizione o alterazione di dati Sequenza errata Indirizzamento errato PROFIsafe rileva questi errori mediante: Dati orientati alla sicurezza PROFIsafe- Layer Protocollo BUS standard Dati standard Numerazione progressiva dei telegrammi di sicurezza Timbratura oraria per i telegrammi in arrivo e relativo riconoscimento Identificazione di trasmettitore e ricevitore Salvataggio supplementare dei dati (Cyclic Redundancy Check) Il protocollo V2 PROFIsafe supporta la comunicazione sicura per i bus standard aperti - sia che si tratti del collaudato PROFIBUS DP o di PROFINET IO. Fondamenti tecnici 13

14 Gestione apparecchiature con GSD e EDD EDD e GSD GSD ad es. trasmettitori intelligenti, valvole ad es. apparecchiature periferiche decentrate PROFIBUS Engineering con GSD e EDD Esempio di un file di dati base d'apparecchiatura Engineering efficiente con GSD e EDD L'intelligenza delle apparecchiature da campo e dei componenti di periferia decentrata è notevolmente aumentata. Oggi queste apparecchiature offrono un insieme di funzioni e informazioni che prima erano di dominio solo dei controllori. Gli strumenti impiegati per engineering, parametrizzazione, messa in servizio, diagnostica, Asset Management e Service (ad es. SIMATIC PDM) e i controllori gerarchicamente sovraordinati necessitano per la reciproca comunicazione di una descrizione precisa e completa dei dati specifici d'apparecchiatura e delle relative funzioni, ad es. Tipo di funzione applicativa Parametri di configurazione Unità di misura Valori limite e predefiniti (di default) Campi di valori Questa descrizione viene messa a disposizione dal produttore dell'apparecchiatura nella forma seguente: Come file con i dati base dell'apparecchiatura (GSD) per lo scambio dati ciclico tra master e slave PROFIBUS Come Electronic Device Description (EDD) con caratteristiche normalizzate e specifiche del produttore per la parametrizzazione, la diagnostica e la visualizzazione acicliche di valori di misura. File di dati base d'apparecchiatura GSD Il file GSD è un file di testo ASCII, nel quale sono descritte le caratteristiche di comunicazione generali e specifiche di un'apparecchiatura PROFIBUS mediante parole chiave obbligatorie e opzionali. Numeri identificativi di produttore e di profilo aumentano la sicurezza di progettazione e facilitano la sostituibilità delle apparecchiature. Il file GSD descrive tutti i parametri fondamentali per la comunicazione ciclica. Electronic Device Description EDD Per i compiti basati sulla comunicazione aciclica, la descrizione EDD, approntata dal produttore dell'apparecchiatura con il potente linguaggio descrittivo EDDL (Electronic Device Description Language), fornisce le necessarie informazioni sull'apparecchiatura. L'EDD è impiegabile per apparecchiature sia semplici che complesse. Tra questi compiti rientrano Engineering Messa in servizio Diagnostica Visualizzazione di valori di misura Asset Management Documentazione Insieme con il potente Process Device Manager SIMATIC PDM essa unifica la superficie operativa e la guida operatore. La realizzazione è assai confortevole e non richiede conoscenze speciali. Nella realizzazione dell'edd è possibile integrare anche EDD già esistenti, descrizioni di profili e biblioteche di testi. 14 Fondamenti tecnici

15 Interoperabilità e sostituibilità Interoperabilità L'interoperabilità del PROFIBUS consente all'utente di far funzionare in coesistenza su un controllore apparecchiature da campo di produttori diversi. La base di ciò è costituita dalle descrizioni dell'apparecchiatura GSD e EDD. Dal file GSD vengono generati i parametri di comunicazione per il master PROFIBUS durante la progettazione del bus con l'engineering System. Questi parametri determinano le caratteristiche e le funzioni della comunicazione ciclica Master-Slave. Parametri di comunicazione da GSD GSD EDD Dati descrittivi dell'apparecchiatura forniti dal produttore Engineering System con SIMATIC PDM Sulla base dell'edd fornito dal produttore dell'apparecchiatura è possibile, con un opportuno strumento di engineering come SIMATIC PDM, definire i parametri specifici dell'apparecchiatura della comunicazione aciclica, ad es. per la parametrizzazione, la diagnostica o la visualizzazione di valori di misura. Master PROFIBUS Parametri di apparecchiatura da EDD PROFIBUS DP/PA Produttore A Produttore B Produttore C Interoperabilità di apparecchiature di produttori diversi Sostituibilità Il master PROFIBUS riconosce il produttore e il profilo PA delle apparecchiature collegate al PROFIBUS in base al loro numero identificativo GSD. Grazie ad un "profilo PA" indipendente dal produttore, è possibile sostituire apparecchiature PROFIBUS aventi un determinato profilo con apparecchiature equivalenti di un altro produttore. Trasduttore di pressione, Produttore B GSD GSD multi-vendor con profilo PA, ad es. pressione Tali "profili PA" universali sono disponibili ad es. per Sostituzione Master PROFIBUS Apparecchiature per conteggio Apparecchiature per misura di pressione, portata o livello Regolatori di posizione Apparecchiature di analisi Apparecchiature di ingresso/uscita digitali Apparecchiature multivariabili PROFIBUS PA Trasduttore di pressione, Produttore A Sostituibilità di apparecchiature multi-vendor Fondamenti tecnici 15

16 Architettura di bus Architettura PROFIBUS DP Segmento 1 Segmento m a 1,5 Mbit/s Terminazione ottico OLM max. 15 km Ramo di cavo I Ramo di cavo II Segmento Repeater elettrico Segmento Lunghezza di segmento m a max. 93,75 kbit/s m a 187,5 kbit/s 400 m a 500 kbit/s 200 m a 1,5 Mbit/s 100 m a 12 Mbit/s Numero di nodi/partner max. 126 nodi/partner max. 9 Repeater max. 32 nodi/partner per segmento 2 Indizizzo DP Master Indirizzo DP Slave Lunghezza tra 2 OLM Plastica: 80 m PCF: 400 m Vetro: 2-3 km (15 km - single mode) max. 12 Mbit/s Numero di nodi/partner max. 32 nodi/partner elettrici per OLM max. 122 OLM per anello di OLM (dipendente dai parametri di bus PROFIBUS DP) Rete elettrica RS 485 in struttura lineare/ad albero Rete elettrica RS 485 La semplice ed economica tecnica di trasmissione RS 485 a due conduttori è perfettamente adatta all'impiego con reti in struttura lineare/ad albero con elevata velocità di trasmissione. L'estensione della rete è complessivamente inferiore rispetto ad una rete ottica; mediante la segmentazione e la rigenerazione dei segnali con max. 9 repeater sono però raggiungibili anche distanze da 1 km (a 12 Mbit/s) fino a 10 km (a 187,5 kbit/s), in funzione della velocità di trasmissione. Al posto dei repeater standard sono impiegabili anche repeater diagnostici, che eseguono oltre alla rigenerazione dei segnali anche la sorveglianza online del segmento di bus collegato. Un segmento può avere fino a 32 nodi/partner (master/slave), l'intera rete fino a 126 nodi/partner. All'inizio e alla fine di ogni segmento va prevista una terminazione attiva del cavo, che è già integrata nell'apparecchiatura (ad es. repeater) oppure è disponibile come elemento di chiusura RS 485 attivo. Nell'esempio di configurazione (figura in alto) sono assegnati dei possibili indirizzi ai singoli nodi/partner del bus. Semplici repeater sono in effetti nodi/partner elettrici in rete PROFIBUS, tuttavia poiché non comunicano, non ricevono alcun indirizzo di nodo/partner. Esempio di configurazione di un anello ottico, combinato con una rete elettrica Anello ottico I cavi di bus ottici sono certamente più costosi dei cavi elettrici delle reti RS 485, ma sono insensibili ai disturbi elettromagnetici e possono, con fibra di vetro, superare distanze > di 15 km con una velocità di trasmissione di 12 Mbit/s. Oltre alle reti ottiche si sono affermate soprattutto combinazioni miste di reti elettriche e reti ottiche, che riuniscono i vantaggi di entrambe le tecniche di trasmissione. Grazie ad una struttura ad anello fault-tolerant della rete ottica, sono impedite cadute della comunicazione, qualora il cavo venisse danneggiato o interrotto in un punto. L'integrazione dei segmenti di bus elettrici nell'anello ottico avviene tramite moduli Optical Link Module (OLM). In un anello ottico è possibile integrare fino a 122 OLM, mantenendo limitata a 15 km la massima distanza tra due OLM. Da un OLM possono dipendere fino a 32 nodi/partner del bus. Nell'esempio di configurazione sono assegnati dei possibili indirizzi ai singoli nodi/partner del bus. Gli OLM sono visti come nodi/partner elettrici nell'ambito del rispettivo segmento, non hanno però alcun indirizzo di nodo/partner PROFIBUS. 16 Architettura di bus

17 Architettura PROFIBUS PA Configurazione del bus con DP/PA Coupler o DP/PA Link Per un accoppiamento senza problemi tra PROFIBUS DP e PROFIBUS PA, la gamma di prodotti SIMATIC offre entrambi i componenti: DP/PA Coupler con ridotte strutture d'insieme (volume di dati) e limitate esigenze temporali DP/PA Link con molti nodi/partner ed esigenze elevate relative al tempo di ciclo Entrambi funzionano con DC 24 V e possono essere installati in ambienti fino alla Zona Ex 2. Essi possono essere montati su una guida profilata S7-300 DP/PA Coupler Il DP/PA Coupler è parte integrante del DP/PA Link. Esso è disponibile in due varianti: DP/PA Coupler Ex [i] (max. 110 ma di corrente d'uscita) per la realizzazione di reti PROFIBUS PA in struttura lineare e ad albero in ambienti fino a Zona Ex 1, non per architetture ridondanti DP/PA Coupler FDC (max ma di corrente di uscita) per la realizzazione di reti PROFIBUS PA in struttura lineare, ad albero e ad anello in ambienti fino a Zona Ex 2, impiegabile per le architetture ridondanti "Anello" e "Ridondanza di accoppiamento" Nel funzionamento come accoppiatore di reti autonomo, il DP/PA Coupler limita la velocità di trasmissione dei dati PROFIBUS DP a 45,45 kbit/s. Il master PROFIBUS indirizza direttamente i nodi/partner PROFIBUS PA. I DP/PA Coupler FDC 157-0, progettati come slave di diagnostica PROFIBUS, forniscono tramite PROFIBUS molteplici informazioni di diagnostica e di stato per la localizzazione ed eliminazione rapida degli errori. Per questo modo di funzionamento essi necessitano di propri indirizzi PROFIBUS. DP/PA Link Il DP/PA Link è una combinazione modulare nel design dell's7-300, comprendente: Interfaccia PROFIBUS DP IM High Feature (a scelta ridondante) Fino a 5 DP/PA Coupler (Ex[i] o FDC 157-0) L'impiego di moduli di bus attivi sul bus backplane consente "l'estrazione e l'inserimento" di singoli moduli in esercizio e la configurazione ridondante dell'intefaccia PROFIBUS DP. Per l'alimentazione con DC 24 V possono essere impiegati gli alimentatori PS 307 o PS 305 uno singolo o due ridondanti a seconda della configurazione. Il DP/PA Link collega PROFIBUS DP e PROFIBUS PA tra di loro, disaccoppiando le velocità di trasmissione. E' pertanto possibile raggiungere nella rete PROFIBUS DP una velocità di trasmissione fino a 12 Mbit/s. Soluzione High Speed con DP/PA Link Soluzione Low Cost con indirizzamento diretto Master PROFIBUS 2 S fino a 12 Mbit/s ,45 kbit/s PROFIBUS DP DP/PA Coupler 3 DP/PA Link PROFIBUS PA 2 PROFIBUS PA 31,25 kbit/s Lien DP/PA modulo d interfaccia IM (semplice/ridondante) DP/PA Coupler (max. 5 per ogni IM 153-2) Slave in rete PROFIBUS DP - Master in rete PROFIBUS PA max. 64 apparecchiature PA (244 byte di dati I/O) DP/PA Coupler per la comunicazione trasparente versione Ex 13,5 V / 110 ma versione Non-Ex 31 V / 1000 ma Esempi di configurazione con DP/PA Link e DP/PA Coupler Architettura di bus 17

18 Architettura PROFIBUS PA Topologia ad albero DP/PA Coupler Blocco distributore Cavo di derivazione Sistema di automazione PROFIBUS DP DP/PA Link Zona 2 Topologia lineare Cavo principale Terminazione Cavo principale (Trunk) EEx e Non-Ex Lunghezza totale per segmento: m Lunghezza cavo secondario: Numero di nodi/partner Lunghezza m m m m Ex Lunghezza totale per segmento: m Lunghezza cavo secondario: m (FISCO) Barriera di campo 4 x 40 ma EEx i Cavo di derivazione Zona 1 Topologie PROFIBUS PA: Linea e albero Esempio di architettura PROFIBUS con barriere di campo Il DP/PA Link funge da slave nella rete PROFIBUS DP e da master nella rete PROFIBUS PA. Per il controllore sovraordinato, il DP/PA Link è uno slave modulare, i cui moduli rappresentano apparecchiature collegate al PROFIBUS PA. L'indirizzamento di queste apparecchiature avviene indirettamente tramite il DP/PA Link, che necessita di un solo indirizzo di nodo/partner. In relazione alla velocità ed al numero delle apparecchiature PA per ogni master PROFIBUS (controllore), questa soluzione offre notevoli vantaggi rispetto alla soluzione con un solo DP/PA Coupler. Il master PROFIBUS sovraordinato può interrogare in una volta tutte le apparecchiature collegate al DP/PA Link. La velocità nella rete PROFIBUS DP non è influenzata dalla rete PROFIBUS PA sottordinata, cosicché nello stesso unico ramo oltre alle apparecchiature PA possono funzionare anche apparecchiature DP senza degrado di performance. Il raggruppamento dei dati consente, con 123 DP/PA Link per master PROFIBUS e 64 apparecchiature PA per DP/PA Link, il funzionamento di fino a apparecchiature PA con un solo master PROFIBUS DP. In collegamento con un DP/PA Link è possibile il funzionamento, oltre che di rami PROFIBUS PA con accoppiatore singolo, di un anello PROFIBUS PA o di un ramo PROFIBUS PA con ridondanza di accoppiamento. Topologie Il PROFIBUS PA può essere realizzato secondo topologie lineari, ad albero o ad anello. Architettura con barriere di campo Grazie alla separazione galvanica tra PROFIBUS PA a sicurezza intrinseca e non a sicurezza intrinseca, è possibile, con barriere di campo di diversi produttori, il funzionamento di apparecchiature a sicurezza intrinseca collegate al DP/PA Coupler non a sicurezza intrinseca nel DP/PA Link. Ne può risultare pertanto un'elevata corrente di alimentazione nel segmento di bus. Ne derivano di conseguenza vantaggi come Più nodi/partner configurabili per segmento di bus Impiegabilità di alimentatori/accoppiatori di reti economici Realizzabilità di segmenti di bus più lunghi La barriera di campo rappresentata come esempio in figura può essere installata nelle Zone Ex 1, 2, 21 o 22. Essa offre 4 derivazioni a sicurezza intrinseca (EEx i), resistenti a cortocircuito con 40 ma ciascuna, che sono adatte al collegamento di cavi secondari con una lunghezza di max. 120 m. La limitazione della corrente di cortocircuito all'uscita impedisce il guasto di ulteriori uscite. 18 Architettura di bus

19 Architettura PROFIBUS PA per elevata disponibilità e sicurezza Collegamento diretto al bus di campo AS 414FH/ AS 417FH DP/PA Link PROFIBUS PA DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti Active Field Splitter PROFIBUS PA Componenti per architettura ad anello PROFIBUS PA DP/PA Link con DP/PA coupler ridondanti Architettura lineare con accoppiatore singolo PROFIBUS DP Active Field Distributors Ogni ramo PROFIBUS PA (linea) viene collegato con un rispettivo DP/PA Coupler Ex [i] (ramo PA fino alla Zona Ex 1) o FDC (ramo PA fino alla Zona Ex 2) di un accoppiatore di reti DP/PA. Questo accoppiatore di reti può funzionare in collegamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondante. Architettura lineare con ridondanza di accoppiamento Il distributore di campo attivo AFS (Active Field Splitter) collega un ramo PROFIBUS PA (linea) con due DP/PA Coupler FDC di un accoppiatore di reti DP/PA, che può funzionare in collegamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondante. L'AFS commuta il ramo PROFIBUS PA sull'accoppiatore attivo dei due ridondanti. Architettura ad anello I distributori di campo attivi AFD (Active Field Distributors) integrano le apparecchiature da campo PROFIBUS PA tramite 4 connessioni per linee secondarie resistenti a cortocircuito in un anello PROFIBUS PA con terminazione di bus automatica. L'anello PROFIBUS PA viene collegato a due DP/PA Coupler FDC di un accoppiatore di reti DP/PA, che può funzionare in collegamento con un PROFIBUS DP semplice o ridondante. Architettura PROFIBUS PA per elevata disponibilità Speciali vantaggi dell'architettura ad anello: PROFIBUS PA Massima disponibilità Redundancy-Management del DP/PA Coupler intelligente per il sistema sovraordinato Connessioni di bus attive per la terminazione automatica nei DP/PA Coupler e negli AFD consentono: - Isolamento progressivo automatico dei segmenti difettosi in caso di corocircuito o di rottura conduttore - Modifica della configurazione ad anello e della strumentazione durante l'esercizio; aggiunta o rimozione di segmenti d'anello Applicazioni fail-safe e fault-tolerant con ridotto onere di apparecchiature e cablaggio Per ogni anello sono progettabili fino a 8 apparecchiature AFD e fino a 31 apparecchiature PROFIBUS PA. Un AFD può essere sostituito durante l'esercizio. La funzione delle apparecchiature PROFIBUS PA con altri AFD non viene influenzata. Architettura di bus 19

20 Architettura PROFIBUS PA - Esempi di calcolo Dati tecnici DP/PA Coupler Tensione all'uscita del Coupler Esecuzione per area Ex Esecuzione per area Non-Ex Max. corrente all'uscita del Coupler Esecuzione per area Ex Esecuzione per area Non-Ex Apparecchiatura PROFIBUS PA Min. tensione di alimentazione Tipico assorbimento di corrente Cavo PROFIBUS PA Resistenza del cavo 13,5 V 31 V 110 ma 1000 ma 9 V ca. 12 ma ca. 44 Ω/km Il numero delle apparecchiature che possono funzionare in un segmento PROFIBUS PA dipende dal loro assorbimento di corrente e dalla resistenza del cavo. In dipendenza della corrente opp. della tensione all'uscita del DP/PA Coupler, è possibile determinare semplicemente in base alla legge di Ohm il numero massimo di apparecchiature nonché la massima estensione della rete. Numero di apparecchiature Max. numero di apparecchiature PA per segmento = DP/PA Coupler per area Ex (110 ma / 12 ma): Corrente all'uscita del Coupler [ma] Tipico assorbimento di corrente per apparecchiatura PA [ma] 9 apparecchiature DP/PA Coupler per area Non-Ex (1 000 ma / 12 ma): 83 apparecchiature, limitate dalla norma PROFIBUS a: 31 apparecchiature Lunghezza del cavo riferita al max. numero di apparecchiature PA per segmento Lunghezza del cavo per segmento [km] = Tensione all'uscita del Coupler [V] - min. tensione di alimentazione dell'apparecchiatura PA [V] Σ assorbimento di corrente apparecchiature PA [A] resistenza del cavo [Ω/km] Esempi: DP/PA Coupler per area Ex (13,5 V - 9 V) / (0,11 A 44 Ω/km) ca. 0,92 km DP/PA Coupler per area Non-Ex (31 V - 9 V) / (500 ma 44 Ω/km) (31 V - 9 V) / (1 000 ma 44 Ω/km) ca. 1,00 km ca. 0,50 km PROFIBUS PA (Ex) PROFIBUS PA max. 9 apparecchiature max m Carichi inferiori consentono lunghezze del cavo corrispondentemente maggiori. In dipendenza del numero di apparecchiature PA e del loro effettivo assorbimento di corrente, la norma PROFIBUS consente le seguenti lunghezze massime: DP/PA Coupler per area Ex: 1,0 km DP/PA Coupler per area Non-Ex: 1,9 km max. 31 apparecchiature max m Massime estensioni per ogni segmento di bus 20 Architettura di bus

21 Dati tecnici PROFIBUS DP PROFIBUS PA Trasmissione dati RS 485 RS 485-iS Fibra ottica MBP Velocità di trasmissione 9,6 kbit/s Mbit/s 9,6 kbit/s Mbit/s 9,6 kbit/s Mbit/s 31,25 kbit/s Cavi schermato a due fili schermato a due fili di plastica nonché di vetro multimode e singlemode schermato a due fili Modo di protezione antideflagrante EEx(ib) EEx(ia/ib) Topologia linea, albero linea anello, stella, linea linea, albero, anello Nodi/partner per segmento ) 32 Nodi/partner per rete (con Repeater) Lunghezza del cavo per segmento in dipendenza della velocità di trasmissione m a max. 93,75 kbit/s m a187,5 kbit/s 400 m a 500 kbit/s 200 m a 1,5 Mbit/s 100 m a 12 Mbit/s m a 187,5 kbit/s 1) 400 m a 500 kbit/s 1) 200 m a 1,5 Mbit/s 1) max. 80 m (plastica) 2-3 km (vetro multimode) >15 km a 12 Mbit/s (vetro singlemode) m: standard m: EEx(ib) m: EEx(ia) Repeater per la rigenerazione del segnale in reti RS 485 max. 9 max. 9 1) non rilevante non rilevante 1) secondo la direttiva PROFIBUS per l'installazione Architettura di bus 21