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Configurazione di una Rete ProfiBus DP

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Reti di Comunicazione Orientate
all'Automazione Industriale
 Sono sistemi di comunicazione tipicamente basati su
trasmissione digitale seriale (RS-485)
 A volte possono integrare anche standard analogico 420mA
 Hanno tipicamente topologia a bus
 Possono presentare connessioni a stella (4-20mA)
 Presentano alcuni dei livelli OSI
 Livello Fisico
 Livello Data Link
 Livello Application
Reti di Comunicazione Orientate
all'Automazione Industriale
 Sono dotati di servizi a volte assai complessi ed
orientati all'automazione industriale:
 Sincronizzazione
 Schedulazione Real-Time
 Gestione di anomalie e taratura di dispositivi
 Distribuzione del controllo, basata su
"intelligenti"
dispositivi
Sensore di temperatura con funzionalità di diagnostica interna
Valvola dotata di regolatore di portata di tipo PID, con auto
diagnostica
Reti di Comunicazione Orientate
all'Automazione Industriale
 Le diverse esigenze di comunicazione presenti nell’automazione
industriale, ha determinato la nascita di tre tipologie di reti:
Bus di Sensori
Collega dispositivi non intelligenti tradizionali
Lunghezza tipica dei messaggi è inferiore al byte (bit-oriented)
Offre servizi di base per lo scambio dati
Bus di Dispositivi
Può collegare dispositivi intelligenti e non
Lunghezza tipica dei messaggi è inferiore a 16-32 byte
Offre servizi di base e quelli più evoluti per lo scambio dati (es. sync)
Bus di Campo
Orientato a dispositivi "intelligenti"
Gestione Real-Time di Schedulazione e accesso data base distribuito
Lunghezza tipica dei messaggi è di centinaia di bytes.
Reti di Comunicazione Orientate
all'Automazione Industriale
Servizi evoluti per
PLC, PC Industriali
e dispositivi
1000 ms
intelligenti
Servizi per
dispositivi
intelligenti
Bus di Campo
Bus di
Dispositivi
100 ms
Servizi base di
comunicazione tra
sensori
10 ms
Bus di
Sensori
bit
bytes
messaggi
ASI-bus, InterBus-S, ModBus, CAN, LONWorks
Profibus DP-PA, DeviceNet, SDS
Profibus FMS, FieldBus Fondation, Ethernet
file
bit
Bus
CANs
Profibus (3 kinds)
LON
Ethernet
Interbus-S
Fieldbus Foundation
ASI
Modbus
ControlNet
Application
Automotive, Process control
Process control
Building systems
Plant bus
Manufacturing
Chemical Industry
Building Systems
obsolete point-to-point
plant bus
 Profibus: 1/3 market share
PROcess FIeld BUS (PROFIBUS)
 Standard Tedesco DIN 19245
 Standard Europeo CENELEC EN 50170.2 (DP,
FMS, PA)
 Profibus FMS (Fieldbus Message Specification)
 Profibus DP (Decentralized Peripherals)
 Profibus PA (Process Automation)
 Standard Internazionale IEC 61158
PROcess FIeld BUS (PROFIBUS)
FieldBus Message
Specification (FMS)
FMS
Application Layer
Livelli 3-6
Data Link Layer
PA
DP
assente
assenti
Physical Layer
RS-485/ Fibra Ottica
IEC 61158-2
Protocollo Profibus DP Physical Layer
RS-485
 Sono previsti bit/rate: 9.6 Kb/s, 19.2 kb/s, 93.75 kb/s,
187.5 kb/s, 500 kb/s, 1.5 Mb/s, 12Mb/s.
 E' possibile connettere fino a 126 nodi di
comunicazione.
 La comunicazione è realizzata con RS-485
 Il sistema è suddiviso in singoli segmenti collegati tra loro
da ripetitori.
 Ogni segmento contiene al massimo 32 nodi di
comunicazione.
Protocollo Profibus DP Physical Layer
RS-485
 Il Profibus DP utilizza una codifica dati NRZ (non return to
zero): la forma del segnale elettrico non cambia durante la
durata di un singolo bit
 Per ogni 8 bits di dati vengono trasmessi 11 bits:
 Carattere minimo trasmesso = 11 bit
1 Bit di Start
(0)
8 bit di dati
(LSB……MSB)
1 bit di parità
pari
 Stato di Idle nel bus = sequenza di bit "1"
1 Bit di Stop
(1)
Protocollo Profibus Data Link Layer
 Due tipi di nodi di comunicazione: Master (classe 1 & 2),
Slave
 Il Master di classe 2 può essere opzionalmente presente
(uno e non più di uno) solo per fini di configurazione
 La contesa sull'accesso al mezzo fisico è gestita unicamente
dai Master, tramite un meccanismo di passaggio di token
 Il token passa da un Master ad un altro
Protocollo Profibus Data Link Layer
Token Passing
 In fase di configurazione viene stabilito il TargetToken-Rotation-Time (TTR), che determina il periodo
di rotazione del token (massimo tollerato)
 Quando un Master acquisisce il token, effettua:
 uno scambio dati ciclico con tutti i suoi Slave e
 se rimane tempo, effettua ulteriori trasmissioni asincrone
(read I/O, sincronizzazioni, diagnostica, configurazioni,
etc.)
Protocollo Profibus Data Link Layer
Mantenimento GAP List
 Ogni Master mantiene una GAP List (intervallo degli
indirizzi tra il proprio indirizzo e il successivo)
 Ciascun Master aggiorna autonomamente e
continuamente lo spazio di indirizzi tra il proprio e il
successivo (NS).
 In tal modo è possibile individuare un nuovo
successore (NS)
 L'interrogazione avviene ogni N*cicli di token, dove
N è configurabile
Configurazione Mono Master
 Comprende:
 Un Master di Classe 1
 Al massimo 126 dispositivi sullo stesso bus
 Un Master di Classe 2 (Opzionale, solo per configurazione, indirizzo
126)
 Fino ad un Massimo di 124 Slaves
 Indirizzi Master e Slave : 1 … 125
 Indirizzo Fittizio Broadcast: 127
 Vantaggi:
 Velocità di Trasmissione elevata, dovuta alla continua scansione degli
Slaves da parte del Master
 E' possibile trasmettere 1Kbyte di dati in meno di 2ms.
Configurazione Multi Master
 Comprende:
 Uno o più Master
 Al massimo 126 dispositivi sullo stesso bus
 Indirizzi Master e Slave : 1 … 125
 Indirizzo Fittizio Broadcast: 127
 Vantaggio: Condivisione risorse (Slave intelligenti) tra Master
 uno Slave (intelligente) può essere letto da più di un Master, ma può
essere scritto da un solo Master
 Il protocollo Profibus DP non prevede la comunicazione tra Master
Servizi del Protocollo Profibus DP
 Sono offerti direttamente dal Data Link Layer
 Sono servizi in connectionless mode
 E' possibile avere trasmissioni peer-to-peer, multipeer (broadcast, multi-cast)
 Sono previste le seguenti tipologie di servizi
obbligatorie:
Servizio
Descrizione
SRD
Servizi Confermati: Invio di Dati e Richiesta di Dati (peer-to-peer)
SDN
Invio di Dati senza Acknowledge (broadcast, multicast)
Servizi del Protocollo Profibus DP
 Esistono delle estensioni DP-V1 e DP-V2:
Service
SDN
SRD
MSRD
CS
Function
Send Data with No acknowledge
Send and Request Data
Send and Request Data with Multicast
Reply
Clock Synchronization
DP-V0
X
X
DP-V1
X
X
DP-V2
X
X
X
X
X
Servizi del Protocollo Profibus DP
Servizi di Comunicazione
vengono invocati tramite un telegramma inviato dal DLL
Struttura del telegramma (fino a 255 bytes)
11 bytes per campi di supporto (Header+Trailer)
tranne Data_Exchange per cui occupano solo 9 bytes
Il tipo di servizio richiesto è specificato nei campi Header
Campo dati opzionale fino a 32 bytes,
 ma è possibile l’estensione a 244 bytes per un totale di
255 bytes includendo header+trailer
Servizi del Protocollo Profibus DP
 L'identificazione del servizio richiesto avviene tramite un Service Access Point (SAP)
 Ogni telegramma contiene una coppia DSAP - Destination Service Access Point, SSAPSource Service Access Point
 DSAP=serve al nodo che riceve per capire quale servizio viene richiesto e che deve
essere eseguito)
 SSAP=serve al nodo che riceve per capire il servizio a cui inviare una risposta
 La coppia DSAP,SSAP contenuta nella request, viene invertita nella response
 I SAP usati in Profibus DP sono:
 SAP di default: Data Exchange
 SAP 54: Comunicazione Master-Master
 SAP 55: Cambio indirizzo Slave
 SAP 56: Lettura ingressi
 SAP 57: Lettura uscite
 SAP 58: Usato per servizi Sync a Freeze
 SAP 59: Lettura Configurazione
 SAP 60: Lettura dati diagnostici
 SAP 61: Trasmissione parametri ad uno Slave
 SAP 62: Verifica Configurazione
Struttura del Telegramma nel Profibus DP







SD (1byte) = Delimitatore Iniziale (per distinguere tra diversi tipi di telegrammi)
LE (1byte) = Lunghezza dati (DA+SA+FC+DSAP+SSAP+DU)
LEr (1byte) = Ripetizione Lunghezza dati
SD (1byte) = Delimitatore Iniziale (per distinguere tra diversi tipi di telegrammi)
DA (1byte) = Indirizzo di destinazione
SA (1byte) = Indirizzo della sorgente (di chi trasmette)
FC (1byte) = Codice Funzione (per distinguere se il telegramma si riferisce ad
una richiesta, conferma o risposta)
 DSAP (1byte) = Destination Service Access Point
 SSAP (1byte) = Source Service Access Point
 DU =Data Unit (dati utente, da 1 a 32 bytes oppure da 1 a 244 bytes)
 FCS (1byte) = Frame Checking Sequence
 ED (1byte) = End Delimiter (sempre 16H)
Esempi di Telegrammi nel Profibus DP
 Telegramma GAP (SD=10 H):
SD
DA
SA
FC
FCS
ED
 Telegramma Dati Generico (SD=68 H):
SD
LE
LEr
SD
DA
SA
FC
DSAP
SSAP
DU
FCS
ED
lunghezza
 Telegramma DATA EXCHANGE con Lunghezza Dati Fissa (8 bytes) (SD=A2 H):
SD
DA
SA
FC
DU
FCS
 Telegramma Token (SD=DC H):
SD
DA
SA
ED
ED
Servizio SRD per lo Scambio di Dati
 I servizi confermati SRD operano in un singolo ciclo di
telegramma (telegram cycle)
 Esistono tre modalità di scambio di dati tra Master di Classe 1
e Slave con servizio SRD:
 Data Exchange (scambio ciclico)
 Read Inputs (opzionale e scambio asincrono)
 Read Outputs (opzionale e scambio asincrono)
Servizio SRD per lo Scambio Ciclico di Dati
Data Exchange
 Il Master invia ciclicamente dati di uscita e riceve dati di ingresso da tutti i
propri Slave
Master
Slave
Slave
Slave
Servizio SRD per lo Scambio Ciclico di Dati
Data Exchange
Servizio SRD per lo Scambio Ciclico di Dati
Data Exchange
richiesta
risposta
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+Output Data+FCS+ED
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+Input Data+FCS+ED
I/O Slave DP
 Il Master trasmette i dati di output allo Slave (ossia scrive le sue uscite) e
lo Slave, in risposta, invia i propri ingressi.
 Se lo Slave è un dispositivo di sola Uscita, esso risponde con “E5H“
 Se lo Slave è un dispositivo di solo Ingresso, la richiesta di Data
Exchange non contiene Output Data
 Non sono presenti DSAP e SSAP
Servizio MSRD per lo Scambio Ciclico di Dati
Data Exchange Multicast
 Il Master invia un Data Exchange di Richiesta (con le uscite) ad uno Slave
(Publisher)
 Gli ingressi che questo Slave invia al Master in risposta al Data Exchange
vengono inoltrati anche ad altri Slave (Subscriber)
 L’elenco degli Slave Subscriber può essere configurato a piacere
 Vale solo per gli ingressi
Servizio MSRD per lo Scambio Ciclico di Dati
Data Exchange Multicast
ingressi
Servizio SRD per lo Scambio Asincrono di Dati
Read Inputs
 Il Master richiede ad uno Slave di Ingresso l'invio dei
propri ingressi
 Il Master specifica come DSAP=56, che è la codifica
del servizio di lettura degli ingressi dello Slave
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+DSAP(56)+SSAP(62)+FCS+ED
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+DSAP (62)+SSAP(56)+Input Data+FCS+ED
Servizio SRD per lo Scambio Asincrono di Dati
Read Outputs
Master DP
 Il Master richiede ad uno Slave di Uscita l'invia delle
proprie uscite
 Il Master specifica come DSAP=57, che è la codifica
del servizio di lettura delle uscite dello Slave
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+DSAP (57) +SSAP (62)+FCS+ED
SD+LE+LEr+SD+DA+SA+FC+DSAP (62) +SSAP (57) +Output Data+FCS+ED
Servizi di Controllo Globale SDN
 Permettono di inviare messaggi multicast/broadcast:
Sync e Freeze
 La gestione dell'invio dati broadcast avviene utilizzando
l'indirizzo “fittizio” 127
 Nel caso di invio dati multicast viene specificato il
gruppo di nodi ai quali si inviano i dati
 il gruppo è definito in fase di configurazione del Master
 Il telegramma è caratterizzato dal valore SAP=58
 Il telegramma contiene 2 byte di dati:
 Byte 1: permette di distinguere il tipo di servizio SDN (Sync,
Freeze)
 Byte 2: permette di individuare il gruppo
Servizi di Controllo Globale SDN
Sincronizzazione Ingressi Slaves
 Servizi FREEZE/UNFREEZE
 FREEZE:
 Permette al Master di imporre ad uno Slave o ad un gruppo di
Slave di congelare i loro ingressi nello stato corrente.
 Ad ogni comando Freeze gli Slave congelano il valore corrente
degli ingressi.
 Il Master leggerà tali ingressi con i servizi opportuni (Data
Exchange, Read Inputs)
 Ogni Slave non aggiornerà più i valori degli ingressi fino a
quando il Master invierà un nuovo comando di Freeze.
 UNFREEZE.
 Il sistema ritorna nel modo normale di scambio dati
 gli ingressi degli Slaves sono normalmente aggiornati e possono
essere letti dal Master
Servizi di Controllo Globale SDN
Sincronizzazione Ingressi Slaves
Master
Lettura ingressi
Slaves
Valore corrente degli ingressi
Freeze
Lettura ingressi
Aggiornamento del valore
corrente degli ingressi
Valore congelato degli ingressi
Gli ingressi cambiano ma
non vengono aggiornati dagli Slaves
Freeze
Lettura ingressi
Tempo
Aggiornamento del valore
corrente degli ingressi
Valore congelato degli ingressi
UnFreeze
Servizi di Controllo Globale SDN
Sincronizzazione Aggiornamento Uscite Slaves
 Servizi SYNC/UNSYNC
SYNC.
 Permette al Master di imporre ad uno Slave o ad un
gruppo di Slave che le ultime uscite che il Master
stesso ha inviato precedentemente divengano effettive.
 Il Master invia le uscite agli Slaves con il Data
Exchange.
 Le uscite ricevute vengono bufferizzate ma non rese
effettive dagli Slaves
 Ciascuno Slave farà diventare effettive le ultime uscite
ricevute, ad ogni ricezione del comando SYNC
UNSYNC. Il sistema ritorna nel modo normale di
scambio dati
 le uscite ricevute dagli Slaves divengono subito
effettive
Servizi di Controllo Globale SDN
Sincronizzazione Aggiornamento Uscite Slaves
Master
Sync di
predisposizione
uscite
Sync
Slaves
Aggiornamento
uscite
uscite
uscite
Sync
UnSync
uscite
Tempo
Uscite bloccate
Aggiornamento
ultime uscite
ricevute
Aggiornamento
uscite
Comunicazione
Master Classe 2-Master Classe 1
 Nel Profibus-DP è consentita solo la comunicazione
tra Master class 2 (iniziatore) e Master class 1
 Viene utilizzato il SAP 54
 E' possibile:
 Upload/Download di aree di memoria contenete parametri
di configurazione
 Attivazione di parametri precedentemente caricati
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Files GSD
 Parametri che regolano la comunicazione
 Formule per la configurazione
 Esempio
 Terminologie:




Action Frame: telegramma di richiesta, ad esempio Data Exchange
Ack: conferma, ad esempio su invio di token
Initiator: chi invia un token o una Action Frame di Richiesta. E’
sempre un Master
Responder: chi riceve un token o una Action Frame di Richiesta e
deve rispondere con un ack o con una Response. Può essere un
Master o uno Slave
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Per ciascun Master è necessario fornire le caratteristiche
Hw/Sw degli Slaves che dovrà interrogare
 Alcune delle Informazioni necessarie per la gestione degli
Slave sono:





Bit/rate supportato
Servizi supportati (FREEZE, SYNC)
Tempi massimi di risposta in funzione del bit/rate
Numero e tipologia di Ingressi
Numero e tipologia di Uscite
 Tali informazioni vengono fornite dal costruttore tramite un
file standardizzato da EN50170: GSD
 L'uso dei files GSD permette una gestione Plug-and-Play.
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
Struttura di File GSD
 File di testo.
 E' diviso in più parti:
 General device information.
Nome del dispositivo e costruttore,
Nome del Modello,
Revisione,
Supporto Servizi FMS
 Supported baudrates
 MaxTsdr default values for supported baudrates
tabella definita nello standard Profibus
 General supported features
esempio: ridondanza
 DP Slave related information:
Servizi Freeze, Sync, Auto_Baud
 Modules information:
 Module = "2 Byte out/ 0 Byte in" 0x21,0x00
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
Struttura di File GSD
Porzioni di file GSD:
; Supported baudrates
9.6_supp
=1
;; General device information
19.2_supp
=1
GSD_Revision
=1
=1
Vendor_Name
= "SAIA-Burgess Electronics" 93.75_supp
187.5_supp
=1
Model_Name
= "PCD0 RIO 16O DP"
500_supp
=1
Revision
= "V.1.0"
1.5M_supp
=1
Ident_Number
= 0x1633
12M_supp
=1
Protocol_Ident
=0
Station_Type
=0
FMS_supp
=0
Hardware_Release = "0"
Software_Release = "0"
Bitmap_Device
= "pcd0comp"
;Bitmap_Diag
;Bitmap_SF
; MaxTsdr default values for supported
baudrates
MaxTsdr_9.6
= 60
MaxTsdr_19.2
= 60
MaxTsdr_93.75
= 60
MaxTsdr_187.5
= 60
MaxTsdr_500
= 100
MaxTsdr_1.5M
= 150
MaxTsdr_12M
= 800
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Tutti i parametri di configurazione, legati al concetto del tempo, di una rete
Profibus-DP sono espressi in Bit Time Tbit
 Il Bit Time Tbit è il tempo necessario per la trasmissione di un bit.
 Dipende dalla velocità di trasmissione (bit/sec), che a sua volta è legata alla
lunghezza del cavo
 E' dato dall'inverso della velocità di trasmissione (baud rate)
Trasmission Rate bit/s
9,6 Kb
19,2 Kb
93,75 Kb
187,5 Kb
500 Kb
1,5 Mb
3 Mb
6 Mb
12 Mb
1 Bit time =
104,2 μsec
52,1 μsec
10,7 μsec
5, 3 μsec
2 μsec
666,7 nsec
333,3 nsec
166,7 nsec
83,3 nsec
Lunghezza cavo max
1200 m
1200 m
1200 m
1000 m
400 m
200 m
100 m
100 m
100 m
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Baud Rate
 HSA-Highest Station Address. Specifica l'indirizzo
più alto da attribuire ad un Master.
 TS. Specifica l'indirizzo del Master che si sta
configurando.
127
Broadcast
Spazio Indirizzo Masters & Slaves
1
TS
HSA
Elenco degli Slave DP
Viene fornito tramite i files GSD
125
126
Master
Classe 2
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Tempo di aggiornamento GAP - TGUD. Il GAP
serve alle stazioni Master per inizializzare la
manutenzione del GAP. Dopo la prima generazione
della GAPL (GAP List), l’aggiornamento
dell’immagine del GAP viene inizializzata
ciclicamente dopo ogni intervallo.
TGUD = G * TTR
1 ≤ G ≤ 100
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Retry Counter. Specifica il numero massimo di
ritrasmissioni nel caso di mancata risposta
 ricezione ack nel passaggio del token
 Setup Time-TSET. E' il tempo che trascorre, in un
dispositivo Profibus DP, dall'occorrenza di un evento
fino all'attivazione della gestione della relativa
reazione
 Il valore viene espresso in bit time
 Dipende dalla componentistica elettronica (hardware)
 Viene specificato nei manuali/specifiche profibus
 Il massimo valore è 255
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Sync Time - TSYN. E' il minimo intervallo di tempo durante il
quale ogni stazione dovrà ricevere lo stato di Idle (bit 1) dal
mezzo fisico prima che possa accettare l'inizio di una frame
 Il valore viene espresso in bit time
 Generalmente è fissato TSYN=33 Tbits (3 caratteri)
Initiator/Responder
frame
TSYN
L'attesa pari a TSYN garantisce
che il nodo possa ricevere
correttamente la frame
1111111111…1
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Station Delay of Responders - TSDR. E' il periodo di tempo di
cui necessita un Responder (Slave) per rispondere. E’ il suo
tempo di reazione all’invio di una risposta.
 Vengono specificati: Min TSDR e Max TSDR
 Il Min TSDR è per default 11 Tbits
 Il Max TSDR dipende dal bit rate della rete ed è specificato
nel file GSD (tabella standard nelle specifiche Profibus
DP)
Initiator Responder
Richiesta
min TSDR
TSDR
Risposta
max TSDR
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Quite Time - TQUI. E' il tempo che una stazione che
trasmette deve attendere, dopo la trasmissione di una
frame, prima di abilitare il proprio ricevitore
 Il valore viene espresso in bit time
 TQUI<min TSDR
Initiator Responder
Richiesta
Il ricevitore
dell’Initiator diviene
attivo dopo un tempo
TQUI
TQUI
min T
SDR
TSDR
Risposta
max TSDR
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Safety Margin - TSM
 Viene aggiunto al TSYN
 Si usa nella definizione di altri parametri, serve soprattutto in
scenari caratterizzati da alti bit/rate
Initiator/Responder
 Il valore viene espresso in bit time
 E’ definito dallo standard: TSM=2+2*TSET+TQUI
frame
TSM
TSYN
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Initiator Idle Time – TID1. E' il tempo che deve trascorrere
dalla ricezione dell'ultimo bit di un telegramma di
ack/token/response (ossia di una frame che non richiede
acknowledge) alla trasmissione del primo bit di un token o di
una action frame (es. Data Exchange).
 Valore minimo: TID1=TSYN+TSM=35+2*TSET+TQUI Tbit
Initiator
Riceve un ack, o una response, o
un token
Ultimo bit del telegramma
TID1
Primo bit del telegramma
Invia una action frame o un token
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
Transmission Delay - TTD. E' il ritardo di trasmissione tra
trasmettitore e ricevitore
Dipende dal bit rate e dalla lunghezza del bus
Si esprime in Tbit
Responder
Initiator
L’initiator invia una action
frame
TTD
Il responder invia un
ack o una risposta
TTD
Configurazione di una Rete ProfiBus DP
 Slot Time - TSL. E' il tempo massimo che l'initiator aspetta tra
l'ultimo bit della frame di richiesta trasmessa e il primo
carattere della frame di risposta.
 Viene aggiunto un TSM per sicurezza
 Il valore viene espresso in bit time
 Definito dallo standard
 TSL=2*TTD+max TSDR+11+TSM
Initiator
TTD
Trasmissione ultimo bit
Responder
L’initiator invia una
action frame
Max TSDR
TSL
Il responder invia un
ack o una risposta
TTD
Ricezione primo carattere
TSM
Configurazione di un Master ProfiBus DP
Configurazione DP
Configurazione
Personalizzata
Configurazione di un Master ProfiBus DP
 Parametri di Default per TQUI, TSET, min TSDR, max TSDR e TSL
 Applicando le formule viste in precedenza si possono ridurre i
tempi
Configurazione di un Master ProfiBus DP
 Target Rotation Time - TTR.
 Si calcola per ogni singolo Master.
 Il valore minimo deve garantire, ad ogni token, TUTTE le
trasmissioni Data Exchange (TDE) con tutti gli Slave
relativi ad un Master
 E’ possibile considerare ALMENO una ulteriore
trasmissione (TADD):
Request/Response (SRD), caso peggiore
 Il TTR per un singolo Master è:
TTR= TDE+ TADD
 Nel caso di sistemi multimaster, il TTR è dato dalla somma
dei TTR dei singoli Master
TTR: Calcolo del contributo relativo ai Data Exchange
Master
Riceve un ack, o una response, o
un token
Slave
TID1
Data Exchange (request)
Header
Dati Uscita
Trailer
TSDR
Data Exchange (response)
Header
Dati Ingresso
Trailer
TDE = [TID1 + TSDR + 2*(Header + Trailer)] * n° slave +
(n° Byte Input * 11) + (n° Byte Output * 11)
dove:
 n° byte Input = Numero totale di byte di ingresso (tutti gli slave)
 n° byte Output = Numero totale di byte di uscita (tutti gli slave)
 n° slave = Numero di tutti gli Slave
Header + Trailer=11 caratteri * 9 = 99 bit (mancano DSAP e SSAP)
TTR: Esempio di calcolo del contributo relativo ad un solo SRD
Master
Riceve un ack, o una response, o
un token
TID1
SRD request
Header
TSL
Dati
Trailer
SRD response
Header
Dati
Slave
Calcolo Worst-Case
Al Time Slot si devono
sommare i tempi per
trasmettere e ricevere gli
interi messaggi (2 Header +
2 Trailer + 2 Dati)
Si deve tener conto del
numero massimo di
tentativi
Trailer
TADD = (TID1+TSL+2*Max_Data_Lenght*11)*(Retry Counter + 1)
dove:
 Max_Data_Lenght=Header+Trailer+Max User Data=11+244=255
Esempio di Configurazione di un Master
ProfiBus DP
 L'esempio di configurazione della rete Profibus DP si riferisce al
seguente scenario:
 1.500 kbps
 1 Master PLC Siemens SIMATIC 314C-2DP
 2 Slaves = 16 bit Q, 16 bit I
Esempio di Configurazione di un Master
ProfiBus DP
TSL=2*TTD+max TSDR+11+TSM
TDE = [TID1 + TSDR + 2*(Header + Trailer)]
* n° slave +
(n° Byte Input * 11) + (n° Byte Output *
11)
Profilo Personalizzato
Valori Calcolati
Profilo DP
Siemens
TID1
37
37
Tslot
165
300
min TSDR
11
11
maxTSDR
150
150
Tset
1
1
Tqui
0
0
Retry Counter
1
1
TDE
1122
1122
TADD
11624
11894
12.746
13.016
8,5 (ms)
8,7 (ms)
22.405
22.405
14,9 (ms)
14,9 (ms)
TTR Valore
Calcolato
TADD =
(TID1+TSL+2*Max_Data_Lenght*11)*(Retry
Counter + 1)
Si suppone un basso carico !
TTR Valore Siemens
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