4 . .
Datacommunicatie





Data-overdracht
Hoewel er verschillende typen PROFIBUS zijn, wordt in dit hoofdstuk alleen de data-overdracht methode van PROFIBUS-DP besproken.
Bij PROFIBUS-DP zijn vier verschillende busacties mogelijk.

Zijn er op de bus meerdere masters aangesloten dan spreken we van een multi-mastersysteem. Bij multi-master systemen wordt voor de communicatie tussen actieve deelnemers (masters) onderling het token-bus systeem toegepast. Een master kan alleen met een andere deelnemer (master of slave) communiceren als deze de token heeft. De token wordt steeds na een in te stellen tijd (de Token Rotation Time, TRT), doorgegeven aan de volgende actieve deelnemer (master). Een passieve deelnemer (slave) kan de token niet vasthouden.
Indien er maar één master op de bus is aangesloten, kan er geen token rondgestuurd worden en houdt de master de token vast.


Bij de communicatie tussen een actieve deelnemer (master) en passieve deelnemer (slave), wordt het master-slave principe toegepast. De master roept de slave aan waarna de slave antwoord. Voor deze communicatie, zet de master een request frame (een soort telegram van een aantal bits) op de bus. Dit frame wordt door de slave ontvangen en herkend. Hierop antwoordt de slave met een response frame. Achtereenvolgens worden alle slaves afgehandeld, waarna de cyclus weer opnieuw begint.
Parallel aan de cyclische data stromen is ook a-cyclisch data verkeer mogelijk. Hiermee kunnen parameters en meetwaarden verwerkt worden.
Het onderstaande figuur geeft de opbouw van de frames weer.



Bij modulaire opbouw van de deelnemer, die uit een basismodule en een aantal I/O-modules bestaat, gaat de adressering op dezelfde wijze. Hierbij geeft het slotnummer de module aan en de index de plaats in de module. Slotnummer 0 is altijd toegewezen aan de basis module. Elk datablok kan 256 bytes bevatten.



De transmissie tussen de master en de slave is te verdelen in drie fasen.

Gedurende de parameterinstelling en de configuratie fase wordt de configuratie van de slave vergeleken met de gegevens die in de master zijn opgenomen. Als deze bij elkaar passen gaat het systeem over naar de data overdrachtsfase. Dus het type deelnemer, het informatieformaat en de lengte van de informatie alsmede het aantal ingangen en uitgangen moeten met de werkelijke situatie overeenkomen. Deze test voorkomt parameter fouten tijdens het proces.

Ook bij profibus moet elke deelnemer een eigen, uniek adres hebben. De methode van adressering van de datablokken gaat ervan uit dat een slave modulair is opgebouwd of intern voorzien is van logische functies.

Profibus maakt gebruik van adressen op twee niveaus:

Het netwerkadres kun je vergelijken met een telefoonnummer, terwijl een LSAP is te vergelijken met een doorkiesnummer. Bij dit netwerk geeft het netwerknummer een deelnemer aan en een LSAP geeft een bepaalde functie aan binnen een deelnemer. Een profibus deelnemer kan dus meerdere functies hebben. Welke functie een LSAP heeft, is door de fabrikant van de deelnemer bepaald.
De eigenschappen van een deelnemer staan opgeslagen in een zogenaamde GSD (Geräte Stammdaten Datei) of EDS (Electronic Data Sheet). Deze files worden op een diskette meegeleverd of kunnen van internet gedownload worden.




Opdracht:
Bezoek de website http://www.interlinkbt.com/aboutus2/FTP.htm of zoek bij AltaVista http://www.altavista.com naar "GSD-files".

Om te controleren of de GSD-file goed is, kun je een programma downloaden bij website http://www.profibus.com. Deze GSD-files kunnen met behulp van een netwerk-configurator, dit is een speciaal programma dat bij de master hoort, in de master geladen worden. Een demo-profi-configurator kun je downloaden van http://www.ictglobal.com/.
De master weet dan welke slaves er op het netwerk aangesloten behoren te zijn en wat hun eigenschappen zijn.



Zoals reeds gezegd is, krijgt elke deelnemer op de bus een uniek nummer. Hoewel het niet strikt noodzakelijk is, is het aan te bevelen de deelnemers van opéénvolgende nummers te voorzien. Als er meerder masters zijn aangesloten nummer eerst de masters en daarna de overige deelnemers.




Overdrachtsprotocol
Bij Profibus is de overdracht van data, teken georiënteerd. Elk overgedragen teken bestaat uit 11 bits, 3 stuurbits en 8 databits.
We noemen dit een UART-teken.

De overdracht gaat altijd bloksgewijs in zogenaamde telegrammen die gevormd worden uit een ketting UART-tekens. Deze telegrammen komen voor in 4 verschillende formaten.










Tekenverklaring:
SD1 ... SD4 Startbyte (Start Delimiter)
FCS Testbyte (Frame Check Sequence)
DA Doeladres (Destination Address)
SA Bronadres (Source Address)
FC Controlebyte (Frame Control)
LE, Ler Lengtebyte (Length)
ED Eindbyte (End Delimiter)




Beveiligingsmechanismen
Wordt er in een telegram een fout vastgesteld, doordat bijvoorbeeld de Testbyte (FCS) niet de juiste waarde heeft, dan leidt dit tot de volgende reactie van de deelnemer:

Profibus is in staat uitgevallen deelnemers te herkennen en kenbaar te maken, omdat de adreslijst met actieve en passieve deelnemers steeds geactualiseerd wordt.