Profibus là gì? Tìm hiểu về ưu, nhược điểm của Profibus

Hiện nay nhờ những ưu điểm vượt trội nên Profibus được con người áp dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp như xi măng, hóa chất, chế biến… Vậy thực chất Profibus là gì? Đặc điểm của Profibus là gì? Cùng theo dõi bài viết dưới đây để tìm hiểu thêm về Profibus nhé!

Profibus là gì?

Profibus (Process Field Bus) là một tiêu chuẩn cho giao tiếp fieldbus trong công nghệ tự động hóa và được BMBF (bộ giáo dục và nghiên cứu Đức) quảng bá lần đầu tiên vào năm 1989 và sau đó được sử dụng bởi Siemens. Không nên nhầm lẫn Profibus với tiêu chuẩn Profinet cho Ethernet công nghiệp. Profibus được công bố rộng rãi như là một phần của IEC 61158.

Đặc điểm của Profibus là gì?

Profibus là một mạng Fieldbus được thiết kế với mục đích để giao tiếp giữa máy tính và PLC. Profibus hoạt động dựa trên nguyên tắc token bus không đồng bộ ở chế độ thời gian thực. Chúng xác định mối quan hệ truyền thông giữa nhiều master và giữa master-slave, với khả năng truy cập theo chu kỳ hoặc không theo chu kỳ. Tốc độ truyền tối đa của Profibus lên tới 500 kbit/s. Ngoài ra một số ứng dụng có thể lên tới 1,5Mbp hay 12Mbp. 200m là khoảng cách bus tối đa không dùng bộ lặp (repeater). Còn trường hợp nếu dùng bộ lặp thì khoảng cách tối đa có thể đạt được là 800m. Nếu không có bộ lặp thì số điểm (node) tối đa là 32 và là 127 nếu có bộ lặp.

Phân loại Profibus

Thông thường, Profibus sẽ được phân ra làm 3 loại chính là: Profibus DP, Profibus PA và Profibus FMS.

Profibus DP

Profibus DP là bus cấp thiết bị hỗ trợ cả về tín hiệu tương tự và tín hiệu phân tán. Loại Profibus này được sử dụng rộng rãi nhất cho các đối tượng như hệ thống I/O, điều khiển động cơ và biến tần. DP là tên viết tắt của cụm từ “Decentralized Periphery”. Tên gọi này đề cập đến các kết nối như I/O, sử dụng giao tiếp nối tiếp với một tốc độ cao hoàn toàn phi tập trung với mục đích để kết nối với bộ điều khiển trung tâm. Profibus DP truyền thông với tốc độ trung bình từ 9,6 Kbp -12 Mbp trong phạm vi từ 100-1200m.

Profibus PA

Profibus PA là một fieldbus có chức năng toàn diện và chúng thường được sử dụng cho thiết bị cấp quá trình. Profibus PA truyền thông với tốc độ trung bình là 31,25 Kbp với phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn. Chuẩn này được thiết kế riêng cho những ứng dụng Intrinsically Safe.

Ban đầu, Profibus PA được phát triển như một bước tiến của giao tiếp HART. Nó được ứng dụng phổ biến cho các ứng dụng hiện trường. Đây là những nơi có yêu cầu giao tiếp giữa dụng cụ đo và hệ thống điều khiển.

Profibus FMS

Profibus FMS là bus điều khiển được sử dụng để giao tiếp giữa DCS và các hệ thống PLC. Loại Profibus này cung cấp cho người dùng nhiều lựa chọn về chức năng khi so sánh với các biến thể khác.

Ưu, nhược điểm của Profibus là gì?

Ưu điểm của Profibus là gì?

• Hoạt động ổn định, đơn giản và dễ dàng mở rộng hệ thống.
• Hỗ trợ mạng tại các cấp độ thiết bị và điều khiển quá trình.
• Có sẵn các giao diện cho những ứng dụng variable speed drive và trung tâm điều khiển động cơ (Profibus DP).
• Đối với các thiết bị Profibus PA sẽ sử dụng trong môi trường an toàn (Intrinsically Safe).
• Cổng nối (gateway) cho phép tích hợp giữa Profibus PA trực tiếp với mạng Profibus DP.
• Giao diện chủ (host) sẵn có và được dành cho hầu hết PLC, DCS và các hệ thống máy tính.
• Thiết bị gateway hỗ trợ trực tiếp các mạng bus sensor với mức chi phí thấp hơn, đặc biệt là AS-Interface.

Nhược điểm của Profibus là gì?

• Loại Profibus DP không hỗ trợ cho ứng dụng Intrinsically Safe.
• Trong quá trình thiết kế và lắp đặt có những yêu cầu phải tính đến như ràng buộc về hệ thống dây cáp, điện, tiếp đất, bọc và đầu cuối.

Ứng dụng của Profibus là gì?

Hiện nay Profibus được sử dụng vô cùng phổ biến trong các hệ thống điều khiển tự động trong công nghiệp. Đặc biệt Profibus DP được sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp như xi măng, điện, hóa chất, chế biến… Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu của ứng dụng Profibus trên thế giới:

Nhà máy đóng chai Coca-Cola tại đặt HM Interdrink (Đức)

HM Interdrink là nhà máy đòi hỏi cần một dây chuyền sản xuất có năng suất cao, hoạt động tin cậy và mang lại hiệu quả về kinh tế. Do vậy nhà máy đã quyết định sử dụng loại Profibus DP cho quá trình lưu thông dữ liệu chu kỳ nhanh. Và sử dụng loại Profibus FMS cho lưu thông dữ liệu không đồng bộ với một lượng dữ liệu lớn. Hai giao thức này được sử dụng song song cho 2 mức điều khiển khác nhau trong dây chuyền sản xuất.

Nhà máy pha chế dầu khí Shell (Đức)

Nhận thấy Profibus có nhiều ưu điểm nổi bật, hiện nay nhà máy pha chế dầu khí của Shell (Đức) đã trang bị được hơn 9000 thiết bị và cảm biến từ 8 nhà sản xuất. Và toàn bộ những trang thiết bị, nhà sản xuất này được nối thông với nhau bằng Profibus DP, PA và AS-Interface.

Nhà máy đóng những chai rượu Johnnie Walker (Scotland)

Nhà máy đóng chai rượu Johnnie Walker (Scotland) được công ty Scomagg nâng cấp thiết bị dựa trên nền Profibus giúp điều khiển nhà máy lọc thô. Trong nhà máy này, hỗn hợp rượu uýt-ki sẽ được vận chuyển bằng đường ống tới bể chứa pha màu. Tại đây, nó được làm lạnh, lọc và đun nóng tới một nhiệt độ nhất định. Cuối cùng hỗn hợp sẽ được chuyển tới 40 bể chứa đóng chai khác đặt cách đây khoảng 500m. 

Nhà máy chuyên sản xuất kem Tai Chang Wall (Trung Quốc)

Nhằm tiết kiệm công sức lắp đặt cũng như thời gian đưa nhà máy mới vào hoạt động, Profibus đã được sử dụng để nối thông các thiết bị hiện trường với hệ điều khiển trung tâm. Profibus có nhiệm vụ chính là truyền tải toàn bộ thông tin từ thiết bị hiện trường đặt phân tán tại nhiều địa điểm khác nhau trong nhà máy tới bộ điều khiển trung tâm.

Sự khác biệt giữa Profibus và Profinet

Profinet là tên viết tắt của cụm từ Process Field Net là một tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp để truyền dữ liệu qua Ethernet công nghiệp. Chúng được thiết kế để thu thập dữ liệu và điều khiển thiết bị trong các hệ thống công nghiệp. Dưới đây là bảng so sánh sự sự khác biệt giữa Profibus và Profinet mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc:

Trên đây là toàn bộ thông tin về Profibus là gì mà thietbikythuat muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng bài viết mang tới cho bạn đọc nhiều kiến thức bổ ích liên quan tới Profibus!