Profibus (с англ. Process Field Bus — шина полевого уровня) — открытая промышленная сеть, прототип которой был разработан компанией Siemens AG для своих промышленных контроллеров Simatic. На основе этого прототипа Организация пользователей Profibus разработала международные стандарты, принятые затем некоторыми национальными комитетами по стандартизации. Очень широко распространена в Европе, особенно в машиностроении и управлении промышленным оборудованием. Сеть Profibus — это комплексное понятие, она основывается на нескольких стандартах и протоколах. Сеть отвечает требованиям международных стандартов IEC 61158 и EN 50170. Поддержкой, стандартизацией и развитием сетей стандарта Profibus занимается Profibus Network Organization (PNO).
Сети PROFIBUS были разработаны специально для использования в условиях промышленного производства, и одним из главных достоинств таких сетей является хорошая защита от электромагнитных помех, в результате чего достигается высокая степень достоверности передаваемых данных.Но для достижения этой защищенности необходимо строго выполнять ре- комендации документов, регламентирующих конфигурирование сетей. При проектировании сетей следует принимать во внимание следующие параметры:
· скорость передачи (в пределах сети она может иметь только одно значение, выбранное из специального ряда);
· требуемое количество узлов;
· требуемый тип сетевых компонентов (шинных терминалов, шинных штекеров, соединительных кабелей);
· типы кабелей, используемые в ЛВС;
· требуемые длины сегментов;
· механическую и электромагнитную обстановку в зоне прокладки кабе- ля (например, защиту от перенапряжений, маршрут прокладки кабеля);
· количество повторителей RS-485 между двумя любыми участниками сети (должно быть не более 9);
· увеличение общей протяжённости сети с помощью повторителей, ко- торое может привести к увеличению времени передачи, что следует учитывать при конфигурировании сети.
Независимо от того, какая скорость передачи используется, на концах всех сегментов должны быть подключены нагрузки (терминаторы), что на практике осуществляется путём включения нагрузочного сопротивления в штекере. После включения нагрузочного сопротивления дополнительные секции кабеля подсоединить уже нельзя. Нагрузочное сопротивление действует только в том случае, когда на него подано напряжение. Это означает, что на соответствующее устройство сети или повторитель RS-485 должно быть подано напряжение питания.
Profibus объединяет технологические и функциональные особенности последовательной связи полевого уровня. Она позволяет объединять разрозненные устройства автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов.
Profibus использует обмен данными между ведущим и ведомыми устройствами (протоколы DP и PA) или между несколькими ведущими устройствами (протоколы FDL и FMS). Требования пользователей к получению открытой, независимой от производителя системе связи, базируется на использовании стандартных протоколов Profibus.
Помимо витой пары и коаксиального кабеля, PROFIBUS поддерживает работу и на оптоволокне. При использовании оптоволокна в сети PROFIBUS расстояние между компонентами сети может быть увеличено. Оптоволоконная техника устойчива к электромагнитным помехам и обеспечивает полную гальваническую развязку между устройствами сети. Благодаря специальным пластиковым световодам и простым способам их подключения, эта техника становится сравнительно дешевой и начинает использоваться уже на сетевом уровне. В качестве среды передачи используются световоды со стеклянными или пластиковыми волокнами. В зависимости от используемого типа проводника длина сегмента может достигать 15 км на стеклянном оптоволокне и 80 м на пластиковом.
Для подключения устройств к оптоволокну используются 3 типа модулей:
- Модуль OLM (Optical Link Module). Этот модуль похож на репитер (повторитель) RS-485. Он имеет два функционально разделенных электрических канала и выходы для одного или двух оптических каналов. Модули OLM соединяются с участниками сети или сегментами шины через интерфейс RS-485 .
- в Модуль OLP (Optic Link Plug). С помощью модулей OLP можно соединять друг с другом оптоволокно пассивных участников шины (Slave). Модули OLP подключаются прямо на 9-штырьковый штекер участника, получают энергию от участника и поэтому не нуждаются в напряжении питания. Как видно для подключения активных участников шины (Master) к OLP-кольцу всегда используется OLM.
- в Интегрированное LWL-подключение (Licht Wellen Leiter – нем.). Прямое подключение участников PROFIBUS к световоду. Такое подключение возможно только у приборов со встроенным оптическим LWL-входом.
INTERBUS вместе с Profibus интегрирована в единый стандарт PROFINET IO.