Proper Profibus Termination 및 보호 기술의 중요성

Profibus 물리적 층 기초 이해

Profibus (Process Field Bus)는 산업용 자동화, 제조 및 공정 제어를위한 가장 신뢰할 수있는 fieldbus 기술 중 하나입니다. RS-485 기반 물리적 층은 [[FLT : 0]] 종료[FLT : 1] 및 [[FLT : 2]]]shielding[FLT : 3]]]에주의를 기울여 장거리 및 전기로 가혹한 환경에서 신호 무결성을 유지해야합니다. 적절한 구현없이, 잘 구성 된 네트워크 경험 비트 오류, 간섭 및 간접적 결함이 진단되지 않는 것은 쉽지 않습니다.

Profibus 표준 (IEC 61158)는 RS-485 유형 A 케이블을 위한 150 옴의 특성 임피던스를 가진 꼬이는 쌍 구리 케이블을, 그러나 많은 임명 사용 120 옴 케이블을 specify. 종료 저항기는 cable&rsquo에 일치해야 합니다; 버스의 끝에 신호 반사를 방지하는 특성 임피던스. 이 경기는 반사가 다른 전압 수준에 찡그림 원인이 되는 파도를 반영하기 때문에 중요합니다, 조금의 수신기 mispretation에 지도하는.

종료 및 보호 상호 작용이 필수적입니다. 잘 정의 된 버스는 반사를 최소화하고 적절한 차폐는 비틀림 쌍에 연결에서 외부 전자기 간섭 (EMI)을 방지합니다. 함께 1.5 Mbps (최대 10km)에서 1,200 미터까지 견딜 수있는 신뢰할 수있는 통신 채널을 만듭니다.

Profibus 종료: 이론과 연습

종료 저항기는 Profibus 세그먼트의 두 가지 물리적 끝에서 배치됩니다. 각 저항기 네트워크는 일반적으로 A와 B 선 (데이터 + 및 데이터 −)에 걸쳐 단일 저항기 (120 옴)로 구성됩니다. 활성 종료 디자인에서, 바이스 전압은 또한 버스가 요일 때 실패 안전한 상태를 보장하기 위해 일련의 저항기를 통해 적용됩니다.

왜 미합 결절 원인 실패

신호가 케이블의 비례없는 끝을 도달 할 때, abrupt 임피던스 변경은 소스로 돌아 가기 위해 신호 에너지의 일부를 발생합니다. 이 반사 된 파는 원래 신호에서 추가하거나, 오버포킹, 언포킹 및 링을 생성합니다. RS-485와 같은 균형있는 시스템에는 차별 수신기는 이러한 artifacts를 여분의 전환으로 잠재적으로 원인을 보여줍니다.

False 시작 비트 (전체 프레임을 손상)
CRC 오류가 재전송
안전-critical 루프에서 탐지된 데이터 손상
노예 노드는 전송 창을 누락

긴 스텁 라인 (기초된 하락)를 가진 네트워크는 특히 취약합니다. 적당한 끝 저항기 조차, 2&ndash 보다는 더 긴 스텁; 3 미터는 전송 선 자체로 행동할 수 있고, 지연 및 반사를 소개하. Profibus 가이드라인은 1.5 Mbps에 6.6 미터의 밑에 stub 길이 및 12 Mbps에 30 cm의 밑에.

정확한 종료 저항기 배치

두 개의 생리적인 끝 메인 버스 케이블의 종료가 있어야 합니다. 끝의 장치가 내장 종료 스위치를 포함하면 활성화됩니다. 여러 장치가 동일한 버스 끝을 공유하면, 하나의 종료 네트워크를 설치하십시오. 일반적인 실수는 다음과 같습니다.

잘못된 끝에 종료 (중소 노드에서 예)
여러 용어 사용 (정원 적재 때문에)
종료가 끝이 아닌 장치에 활성화

세그먼트는 200 미터 이상 또는 높은 소음 환경에서, 두 임피던스 일치 및 편향을 제공하는 활성 종료 모듈을 사용합니다. 수동 120 옴 저항기는 짧은, 조용한 실행에 충분합니다.

Profibus Cables에 대한 기술 보호

Profibus Type A 케이블에는 비틀림 된 쌍을 덮는 브레이드 또는 포일 방패가 포함되어 있습니다. 방패는 두 가지 목적을 제공합니다. 그것은 외부 방사 간섭을 강화하고 제대로 접지 할 때, 유도 된 전류에 대한 낮은 임피던스 경로가 데이터 라인에 두 개 미만의 손실을 제공합니다.

단일 포인트 vs. 멀티 포인트 접지

산업 차폐에 있는 영원한 debate는 1개의 끝 또는 둘 다 끝에 지상에 놓는지 여부입니다. 대답은 환경에 달려 있고 지상 잠재적인 다름의 존재.

단일점 접지 (보호 지구 (PE)에 연결되는 방패는 1개의 끝에, 보통 주/제어기 측) 지상 반복을 피합니다. 방패가 신호 쌍에 소음을 유도하는 순환 현재를 일으키는 원인이 되는 2개의 점에 배경에 연결될 때 지상 반복은 나타납니다. 이것은 임명 경간 건물, 큰 금속 구조, 또는 큰 전기 장비를 가진 지역이 때 추천한 방법입니다.

Multi-point 접지 (이차에 PE에 연결되는 방패는 경로에 따라 장에서 가능하게) 더 나은 고주파 EMI 보호를 제공합니다. 간섭 파장에 방패의 길이를 단축하기 때문에. 1.5에서 12 Mbps의 고주파 간섭 (VFDs에서, 엇바꾸기 전력 공급, 용접 장비)에 있는 Profibus 운영을 위해 효과적으로 다중 지점 (이차에 있는)에 보호에 의해 중단됩니다. (이차적으로 VFDs에서, 전환 전력 공급, 용접 장비)는 거의 동일한 점에서 (이것)들의 사이에서 제공된 거의 동일한 점입니다.

실제로 많은 산업 설치는 지휘자 크기와 연결 질을 지상에 놓는 주의와 함께 다점 접지를 이용합니다. 사용 방패 접합 연결관]는 케이블을 감싸고 낮은 유도를 유지합니다. 더 높은 빈도에 보호 효과를 감소시키기 때문에 떠꺼머리 연결 (위로 방패에서 지상에 긴 철사)를 피하십시오.

케이블 Routing와 별거

완벽한 접지와도, 가난한 경로를 케이블 취약합니다. Profibus 가이드 라인 (EN 50170 / IEC 61158)의 이러한 분리 규칙을 따르십시오.

110 V AC 전원 케이블에서 최소 20cm 분리
230/400 V AC 전원 케이블에서 최소 50cm 분리
90°에 교차하는 고압선; 유도적인 연결을 극소화하기 위하여 각
분리된 케이블 트레이 또는 덕트를 사용
가변 주파수 드라이브 (VFD) 출력 케이블로 평행을 routing 피하십시오

극단적인 경우에, 사용 두 배 방패 케이블 또는 소음 근원의 가까이에 알파철 핵심을 추가하십시오.

Long-Term Reliability에 대한 설치 모범 사례

제대로 종결되고 보호된 Profibus 네트워크는 그것의 임명 질로 좋은 것과 같이 입니다. 연결관 토크 또는 케이블 굴곡 반경 같이 작은 세부사항은 시간에 성과를 degrade 할 수 있습니다.

연결관 Integrity

Profibus-approved 9 핀 D-sub connectors]는 통합 종료 저항기 (끝에 있는 경우에)를 가진 통합 종료 저항기로 사용됩니다. 제조 업체 및 rsquo에 나사를 꽉 뿌립니다; 추천된 토크, 전형적으로 0.4– 0.5 Nm. 느슨한 종료를 mimics 소개하는 intermittent 접촉 저항을. IP67 환경을 위해, Bayone 잠그기를 가진 M12 연결관을 사용하십시오.

벤드 반경 및 스트레인 릴리프

케이블 벤드 반경을 최소 10 배 케이블 직경에 최소화하십시오. 샤프 벤드는 트위스트 페어의 내부 형상을 찡그고 특성 임피던스를 이동할 수 있습니다. 케이블 타이와 보안 케이블은 30cm마다, 그러나 과밀 &mdash하지 않습니다; 압축은 단열을 분쇄하고 cable’s 전기 특성을 변경할 수 있습니다.

시험 및 시운전 검사

Profibus 세그먼트를 생산하기 전에 버스 분석기 또는 oscilloscope와 함께 이러한 매개 변수를 확인하십시오.

DC 저항: 끝 사이 A-to-B 선 저항은 대략 60 옴 ( 평행한에 있는 120 옴 저항기)이어야 합니다.
Signal 레벨: Idle 버스 전압은 200mV 차동 이상이어야 합니다 (안전한 편향).
지터 및 링링: 눈 다이어그램 분석은 오픈 마진 및gt; 40%의 비트 기간을 확인합니다.
Ground 연속성: 방패에 PE 저항은 1개 옴 보다는 더 적은이어야 합니다.

기존의 네트워크에서는 방해 오류를 경험하고, 나쁜 커넥터, 물 진입, 또는 분쇄 된 케이블로 인한 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임 불임을 찾습니다.

일반적인 Pitfalls 및 문제 해결

조심스럽게 디자인, Profibus 문제 발생. 여기 빈번한 culprits와 그들의 증상이 있습니다.

Symptom	Likely Cause	Solution
Intermittent loss of communication with one slave	Stub too long, bad connector, or missing shield ground at that node	Shorten stub, replace connector, ensure shield bond
All nodes go offline simultaneously	Missing termination at one end, or master’s termination not enabled	Check both ends, measure DC resistance
High CRC error rate	EMI from VFD or power supply, loose shield connection	Improve shield grounding, increase separation
Bus hangs after adding new device	New device has termination enabled accidentally	Disable termination at non-end nodes

항상 A와 B 라인의 저항을 측정하여 문제 해결을 시작합니다. 30 옴 근처의 값은 세 가지 용어 (incorrect)를 나타냅니다. 120 옴의 값은 단지 1 개의 종료를 나타냅니다. 불순 근처에 값은 종료가 없습니다.

외부 자료

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