Profibus Network Topolojilerine Giriş
Profibus (Process Field Bus) açık bir alanbus standardıdır (IEC 61158) üretimde yaygın olarak kullanılan, süreç otomasyonu ve bina altyapısı. Bu, sistemdeki sinyal bütünlüğüne, hatalarına ve genel maliyete izin verir.Proibuslar, eylemciler, sürücüler ve programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) ve Profibuslar (Proing) dahil olmak üzere, en yaygın üç boyutlu tasarım için sistem tasarımının temelsel ve genel olarak maliyeti sağlar.
Core Physical Katman Standartları
Belirli topolojileri değerlendirmeden önce, ağ, elektromanyetik müdahaleyi reddetmesi için fiziksel katmana sahip (EMI) bir kesme işlemine karşı dirençli bakır kablonun fiziksel uçlarına veya sinyallerin (Type A kablo tavsiye edilir) Ağ, bir 390 Ohm-up veya B-line) ile karşılaştırıldığında, bir dengeleyiciye karşı, bir hatanın fiziksel uçmasına karşı, otomatik olarak bir şekilde karşı karşıya kaldığı anlamına gelir.
Profibus Line Topology
Bus Structurenın Temelleri
Bu konfigürasyonda, tek bir gövde kablosuyla bağlantı kurmak için, her cihazda bir veya bir T-bağışman ile bağlantı kurmak için kullanılır.Bu konfigürasyonda, tüm cihazlar standart bir şekilde diğer cihazlar için denetlenebilir. 32 cihazdan daha fazla gerektiren ağlar için, tekrarlayıcılar, 9 segmentteki en yüksek 126 cihaz için izin verilir.
Tesih ve Biasing Gereksinimler
Bir çizgi topolojide, sonlandırma isteğe bağlı değildir.Karika kablonun iki fiziksel uçları, daha önce açıklanan 150-Ohm direnici ağla sona ermelidir. master cihazı genellikle bir sona yerleştirilir, bağlantı veya kablo başarısız olursa, tüm segment iletişimini kaybeder.
Stub Lines ve Drop Cables
Bir çizgi topolojideki sinyal bozulmasının en yaygın nedenleri aşırı stil uzunluğudır. A stub, gövde hattı ile bağlantı hattı arasındaki kablo segmentidir. Stubs, sıfırın (özellikle de yüzde 0,3'ün üzerinde) olması için izin verilen toplam kablo uzunluğuna sahiptir.En düşük çözünürlükte, 12 Mbit /s için, toplam kablo uzunluğu doğrudan kablolama oranlarına göre daha düşük hızlara kadar (yaklaşık% 2,3 metreye kadar)
Line Topology'nin Avantajları
- [Düzükler: 0,0) Düşük Maliyet:[Dönetici:[Dönetici:0) Düşük Maliyet:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0)
- [FONT:0]Siksi:[[Dönetici:[Dönetici: · 1) Küçük ağlar için tel ve kavramsal olarak basit.
- [FONT:0)Passive Altyapı:[Dön ağ bileşenleri için gerekli olan ek güç tedariki yoktur.
- [FONT:0)Determinism:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici: 0) Minimal latency, sinyal işlemeden cihazdan cihazdan cihaza geçer.
Line Topology
- [FONT:0) Tek Başarısızlık noktası:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir gövde kablosunda tek bir mola, bir hatalı bağlantı veya başarısız transceiver tüm segmenti kapatabilir.
- [FONT:0]Difficult Troubleshooting: Bir intermittent hatası, otobüsleri fiziksel olarak kontrol etmek ve hattın bölümlerini ihlal etmek gerektirir.
- [FONT:0)Inflexible genişleme:[[Dönetici:[Dönetici:0) Yeni bir cihaz eklemek genellikle yeni bir bağlantıda ağdan nakavt etmek gerektirir.
- [FONT:0]Limited Node Count:[Dönderler olmadan, segment 32 cihazla sınırlıdır.
Profibus Star Topology
Aktif vs. Passive Star Hubs
Yıldız topoloji bir merkezde ağ bağlantılarını merkezileştiriyor. AETHFLT:0)passive yıldız) aslında tüm kabloların tek bir bağlantıda buluştuğu bir kablo cihazı kullanıyor.Bu yaklaşım, her portta ağır bir şekilde bozulmamış hale geliyor, çünkü her port boyunca keskin bir izolasyon ve sinyal yansımaları yaratıyor.
Özel uygulamalar için Faydaları
Star topolojiler özellikle işlem bitkilerinde avantajlıdır, temiz odalar ve ağ geri kalanının normal olarak azaltılması gerekir.Bu hata izolasyon yeteneği dramatik bir şekilde azalır, her bir port için özel kablolar sağlar, bakım personelinin hızlı bir şekilde tespit etmesine izin verir veya bir kablo kısası çekerse, ancak bu port normal olarak çalışır.
Maliyet ve Kompleksi Tahminleri
Yıldız topolojinin birincil dezavantajı maliyettir.Bu, bir çizgi topolojiden daha fazla taksi gerektirir çünkü her cihaz, ağın arka kemiğine bir yıldız topoloji kullanmak için ortaktır (Blocking PLC maliyeti, güç gerektirir ve kabin alanı tutmaktadır). ancak, büyük veya son derece kritik ağlar için, bakım segmentleri için üst düzeylemeler ve bakım kolaylığı genellikle ilk sermaye harcamalarını azaltır.
Profibus Ring Topology
Optik Link Modülleri ile Halkaları Uygulama (OLMs)
Standart Profibus DP RS-485'in üzerinde yerel olarak destek yüzüğü topoloji değil, bir yüzük aktif altyapı kullanarak uygulanabilir, en yaygın olarak kullanılmaktadır:0)Optical Link Modüller (OLMs)) Bu kurulumda, elektrik RS-485 sinyal optik sinyale dönüştürülür (cam veya plastik). Multi OLMs, telleri kullanarak kapalı bir döngüde bağlantılıdır.
Ring Redüpsiyon ve Yanlış Hoşgörü
ring topolojinin temel avantajı, iyi tasarlanmış bir ringde, tek bir kablo molası veya cihaz başarısızlığı ağ iletişimi kesmeyecek. Ağ otomatik olarak mikrosaniyede yeniden yapılandırılır, bu da yüzük topolojiyi mümkün olduğunca hızlı bir şekilde devre dışı bırakmak için ideal kılar.
Ring Topology'nin Avantajları
- [FONT:0)Superior Fault Tolerance:[Döntilmiş:[Döntilmiş: 1 ) Tek bir kablo molası ağdan vazgeçmiyor. Redundant yolları veri teslimatını sağlar.
- [FONT:0]Uzun süreli yetenek: Fiber optikler sinyal bozulması olmadan kilometrelerce uzatabilir, büyük ölçekli kurulumlar için uygun hale getirebilir.
- [FONT:0)Elektrik Gürültünün İmmüniyeti: Fiber optik kablolar EMI'ye tamamen bağışıklık sağlar ve aynı şekilde bakır kabloların zeminini gerektirmez.
Ring Topology
- [FONT:0) Yüksek Kompleksi: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: · 1], fiber yolların dikkatli bir şekilde planlaması, OLM'ların kurulumu ve kırmızı parametrelerin konfigürasyonu.
- [FONT:0) Yüksek Maliyet: [Dönetici: · 8] OLMs, fiber optik kablolama ve özel konektörler bakır RS-485 bileşenlerinden önemli ölçüde daha pahalıdır.
- [FONT:0)Latency:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Her OLM, çok sayıda OLM ile büyük halkalar, toplam yuvarlak-dönüş saat boyunca Profibus döngüsü zamanında kalmak için hesaplanmalıdır.
Profibus Topolojilerinin Karşılaştırma Analizi
Scalability
Line topoloji, sabit sayıda cihazla küçük orta ağ için yeterlidir. Star topoloji ölçekleri mevcut merkeze veya kalibre çoklu merkezlere portlar ekleyerek kolayca kullanılabilir. Ring topoloji ölçekleri iyi bir şekilde coğrafi olarak ancak zaman sınırlamaları olmadan desteklenebilir.
Yanlış Toklama
Line en düşük hata toleransı sunar; gövdede herhangi bir mola tam bir segment başarısızlığıdır. Star orta hata toleransı sunar; bir cihaz başarısızlığı izole edilir, ancak merkez en yüksek hata toleransı sunar; tek bir kablo veya cihaz başarısızlığı ağ kesintisi olmadan tolere edilebilir.
Node
Line topoloji en pahalı maliyetlidir çünkü en az kablo miktarını kullanır ve aktif altyapı yoktur. Star topoloji merkezi ve artık bireysel kablo çalışır. Ring topoloji, OLMs, fiber optik taksileme ve özel yükleme işi nedeniyle en pahalı olanıdır.
Kurulum ve Bakım Kompleksi
Line topoloji yüklemek için basit ama sorun gidermeyi zor. Star topoloji yüklemek için orta derecede karmaşıktır (tüm kabloları merkezi bir noktaya geri yüklemek için geri yüklemek ve teşhis etmek çok kolaydır. Ring topoloji yükleme ve reddans özelliklerini yapılandırmak için karmaşıktır.
Doğru topolojiyi seçmek, bu ticaretten uzaklaştırmayı içerir. Çoğu büyük endüstriyel site, bir hibrit yaklaşımı kullanarak sona erer, her topolojinin güçlülerini atlar.
Hybrid ve Advanced Topology Thinkations
Topolojileri birleştirmek
Uygulamada, birkaç endüstriyel ağ tek bir saf topolojiye güveniyor. Ortak ve son derece etkili bir mimari, aktif bir yıldız merkezi (veya bir dizi OLMs bir ring) a network back Bone.For example, a PLC in a central control room (star point) kullanarak bir motora bağlanmak için çalışır.Bu, uzaktan kabinin sağlam teşhis yeteneklerini ve hata toleransını kullanarak, arsadaki en iyi 10 üstolojinin basitliğini ve düşük maliyetini korurken. Örneğin, bir merkez kontrol odasındaki bir çift şerit (yıldız noktası) bir çiftliğe bağlanabilir.
Tekrarlayıcılar ve Segment Çiftleri
Herhangi bir topoloji tasarlarken, tekrarlayıcılar için kuralları hatırlamak önemlidir. Bir Profibus tekrarlayıcı elektrik segmentleri ile ilgili her segmentin her iki fiziksel uçta kendi sonlandırmasını gerektirir. Tekrarlayıcılar segmentlerdeki düğümler olarak sayılırlar.
Yer ve
Üstolojiye bakılmaksızın, Profibus kablo kalkanının uygun zemini gereklidir. kalkanlar hem kablo segmentinin hem de genellikle metal kablo konutlarının zeminli bir panele kadar ayrılması gerekir. Ground loops, kablo kalkanının zemin akımları için tek yol olmadığını garanti ederek kaçınılmalıdır.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Profibus a topoloji tek boyutlu bir özellik değildir. line topoloji küçük, yerelleştirilmiş kurulumlar için en iyi maliyet seviyesi değildir ve güvenlik-köpektik veya coğrafi olarak dağınık sistemler için gerekli olan temel avantajları sunar. Karmaşık sistemler için ideal hale getirmek veya minimum zaman boyunca yapılan uygulamalar, en iyi şekilde optimize edilen ağların ve kullanım koşullarını değerlendirmek için gerekli olan temel ilkelerdir.