NOVEMBRE 2013
FIELDBUS & NETWORKS
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Cablaggio strutturato e networking
I diversi strumenti posizionati sul campo si connettono al bus tramite
un’interfaccia che gestisce alimentazione, comunicazioni e in certi
casi anche una forma d’intelligenza del dispositivo. L’alimentazione
del bus viene solitamente erogata da uno o più alimentatori dedicati,
che possono essere integrati nella scheda d’interfaccia (per esempio
in Profibus PA) oppure esserne separati (come succede per FF H1). Le
tensioni di alimentazione sono di 24 o 32 V massimi. Tipicamente ogni
alimentatore immette sul bus una corrente compresa tra 350 e 500
mA, mentre l’assorbimento tipico di un nodo si aggira sui 10-20 mA. Il
massimo numero di nodi per segmento è determinato dalle esigenze
di assorbimento e dalle strategie di protezione dai corto-circuiti.
La connessione di più strumenti allo stesso segmento viene tipica-
mente effettuata ricorrendo a scatole di giunzione (‘junction box’ o
‘device coupler’) che, rispetto alle più semplici derivazioni a ‘T’, garan-
tiscono una maggiore robustezza del sistema in caso di malfunziona-
mento di uno dei nodi collegati. Per evitare riflessioni del segnale e il
conseguente deterioramento delle comunicazioni tutti i segmenti del
bus di campo devono
essere correttamente
terminati per mezzo di
opportune impedenze
di carico. Le scatole di
giunzione più evolute
provvedono automati-
camente a inserire la
terminazione quando
necessario e offrono
una protezione che
provvede a escludere
i rami in cui si sia ve-
rificato un guasto rile-
vabile.
La maggiore libertà
di connessione che i
fieldbus hanno por-
tato direttamente sul
campo ha reso pos-
sibile realizzare reti
di comunicazione in
grado di sostenere mo-
dalità di scambio dati
assai più evolute di
quelle previste da un
tradizionale sistema di
controllo centralizzato,
ancorché digitale. Cia-
scun nodo è identificato da un indirizzo univoco, così che nella classica
topologia multidrop sia possibile implementare diverse modalità d’in-
terrogazione dei dispositivi da parte dei circuiti preposti al controllo
La forma più semplice di dialogo è di tipo ‘master-slave’, in cui un con-
trollore (per esempio un PLC o un PC industriale della rete di controllo)
P
rofibus PA (Process Automation) è un sistema com-
pletamente digitale che fa parte della famiglia di
protocolli gestiti da Profibus&Profinet International
(PI). Normato dalle specifiche IEC61158 cpf3, condivide lo
strato fisico con FF H1 e lo strato di collegamento dati con
Profibus DP. Trasmette segnali digitali (tipicamente su dop-
pino intrecciato schermato, ma è supportata la fibra ottica)
con codifica Manchester alla velocità di 31,25 kbps su tratte
della lunghezza massima di 1.600 m. L’alimentazione è tra-
smessa sul bus e il numero massimo teorico di dispositivi
per segmento è 32. La modalità di comunicazione è di tipo
master-slave, con la possibilità da parte dei dispositivi slave
di chiedere al master (tipicamente un controllore) informa-
zioni provenienti da altri slave. Gli strumenti Profibus PA
offrono funzioni di condizionamento del segnale, filtraggio
e conversione delle unità. L’attività di controllo è delegata
a controllori dedicati, anche se è possibile che un singo-
lo strumento agisca sulla variabile misurata. Supporta lo
standard Eddl per la descrizione dei dispositivi e si presta
all’automatizzazione delle procedure di configurazione e
diagnostica remota; supporta le applicazioni Intrinsic Safety.
Profibus&Profinet International -
s.com
PROFIBUS PA
Struttura tipica di cablaggio di un bus di campo per mezzo di
scatole di giunzione
Il dialogo tra i dispositivi connessi sullo
stesso bus può avvenire secondo diverse
modalità di comunicazione: master-slave,
publisher-subscriber e source-sink sono
le principali
