Profibus Network Topolojilerini ve Performanslarını Anlamak

Profibus (Process Field Bus) endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılan bir iletişim protokolüdir. Sensörler, hareketleyiciler ve hız kontrolörleri gibi çeşitli otomasyon cihazları bağlar. Bir Profibus sistemi için seçilen ağ topoloji, performanslarını, güvenilirliğini ve ölçeklenebilirliğini önemli ölçüde etkiler.Bu makale, standart topolojilerin kapsamlı bir incelemesini sağlar - ve her topolojinin veri aktarımını, hata toleransını, yükleme maliyetlerini ve sistemini etkiler.

Profibus Teknolojisine Genel Bakış

Profibus, RS-485 fiziksel katmanına dayanan açık, alanbus-standartdır, 9.6 kbps'den 12 Mbps'ye kadar veri oranlarında çalışır ve ustaca iletişim kurar ve hem ayrı hem de proses otomasyonu için uygun hale getirir.

Ortak Profibus Ağı Topolojis

Line Topology (Bus Topology)

Hat topoloji, genellikle bir otobüs topoloji olarak adlandırılır, hem de Profibus ağları için en basit ve en uygun konfigürasyondur. Tüm cihazlar tek bir sürekli kablo çalıştırılır, her bir cihazla bağlantılı olarak, bir T-connector veya damla kablo ile bağlantılıdır.Buslar her iki ucunda da sinyal yansımalarını önlemek için sona ermelidir. Line topolojide varsayılan öneridir.0)

[[Dönetici Özellikleri: [Dönetici: [Dönetici: 0,3|Dönderlik|Süresellik|kullanıcı) Tüm iletişimleri durdurur. maksimum kablo uzunluğu baud oranına bağlıdır - 1.5 Mbps için, maksimum segment uzunluğu segment başına 32 düğüme kadar 200 metredir. Tekrarlayıcılar ağ 1.2 km'ye kadar uzatabilir ve 126 cihazı destekler. Üstoloji en düşük taksit maliyeti sunar, ancak bir cihaz veya bağlantı noktasının tek puanlarından muzdariptir.

[FONT:0]Practical hususlar:[Dönetici:[Dönetici: 0,3 $) Uygulama RG-6 veya Belden 3079A kablo yüksek hızlı segmentler için uygun koruyucu ve zeminleme tek bir noktada.Queens Stub uzunluğu 12 Mbps işlem için 0.3 metreden daha uzun süreden daha uzun süre.

Star Topology

Bir yıldız topolojisinde, her cihaz doğrudan merkezi bir merkeze bağlanır, geçiş veya tekrarlayıcı. Profibus için, pasif merkezler (örneğin, aktif yıldız çiftleri) veya aktif tekrarlayıcılar kullanılabilir. Merkez ünitesi sinyal yenileme ve izoleleri yönetir, bu yüzden tek bir cihaz başarısızlığı başkalarını etkilemez.

[FONT:0)Performance özellikleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Merkez merkezi merkezi merkezi merkezi merkezi merkezi merkezi merkezi merkezi, ağdaki küçük gecikmeli yıldız konfigürasyonları ile iki merkez için güvenilirlik artırmakta, ancak RS-485 sistemlerde toplam kablo uzunluğu sınırlıdır - genellikle 1.5 Mbps'de, merkezden cihaza kadar yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan bir çok aktif merkezler sunar; birçok aktif merkez, sinyalin geri kalanını yeniden şekillendirebilir ve görev-kırıklama işlemi için iki merkezle ısıtabilir.

[FONT:0)Practical hususlar: [Dönetici: [Döneticileri:0]Phoenix Contact[DÜSTRİYE)[DÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜye Olmayanlar İçin Aktif Yıldız Çiftleri Kullanıyor (12 Mbps’deki 83 ns) Yıldız topoloji, yüksek güvenilirlik ve kolay bakımların kritik olduğu yerde, kimyasal bitkiler veya montaj hatlarıyla uyumlu olduğu gibi tercih edilir.

Ağaç Topoloji

Ağaç topolojisi, çizgi ve yıldız yapılandırmalarını birleştiren bir karmadır. Bir ana gövde hattı (gerike) bitki ile çalışır ve şubeler (subnetler) hublar, tekrarlayıcılar veya segment çiftleri kullanılarak elde edilir.Her bir şube daha küçük bir topoloji olabilir.

[FONT:0)Performance özellikleri:[Dönetici:[Dönder: 0,3 $) Geri dönüş süresine kadar uzanabilir.Köpüreler ek olarak 200 metre içinde 1.5 Mbps. Signal propagation gecikmesi geri kemik ve her bir merkez boyunca bir araya gelir; Profibustan dönme süresinden kaçının (enfault 300 ms for Çevrimsel veriler için) Oda topoloji, yeni şubelerin eklenmeli ve kolay bir şekilde yeni şubelerin eklenmesine izin verir.

[FONT:0]Practical hususlar:[Dönetici:[Dönetici:0)Practical considers:[FONTD:0)Practical considers:[[Döneticileri: 0 )) Ağacın topolojisi, maliyet, ölçeklenebilirlik ve hata izolasyonu arasında iyi bir denge sağlayan bir dengeyi kullanarak, genişlemenin beklendiği yeşil alan projeleri için önerilen yaklaşımdır.

Ring Topology

Ring topoloji kapalı bir döngüdeki cihazlara bağlanır. Veriler bir yönde (simplex) veya her iki yönde (örneğin, kırmızıdan halkalar kullanarak) kullanılabilir.Profebuslar analy destek ring topolojileri yapmaz, ancak optik fiber medya veya özel ring çiftleri (örneğin, OLM modüller) kullanarak uygulanabilir.

[[Dönetici Özellikleri: [Dinsic reddantt:0]Performance özellikleri:[Dönetici][Döneticileri)[x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

[FONT:0]Practical hususlar: [Dönetici: [Döneticileri) Metal bağlantı modülleri (OLMs) [[DüzD:2)Pepperl+Fuchs[DDDDDDDDDDDDDDD][/FONT=D][/FONT) bir hatadan sonra, ring topoloji pahalıya mal oluyor, ancak tehlikeli bitkiler veya sürekli işlem için gerekli olan yüzlerce saat boyunca güvenli bir şekilde işlem için gerekli olan bir süreçtir.

Topology'nin Performansı Üzerine Etkisi

Data Transmission Speed ve Latency

Topoloji doğrudan sinyal yolunu etkiler ve gecikme gecikmesini etkiler. Bir line topolojide, veriler en kısa elektrik yolunu taşır, ancak sinyalin tekrarlanan her düğümü tekrarlayan orta basamaklı (stub kapasiteli) yüksek gecikme oranları (12/O döngüleri (1-5 m) için her bir stildeki düğümleri sınırlamak, kısa kablo koşuşturucu ile en iyi ağlarını sağlar.

[FONT:0)Data throughput:[Dönetici:[Dönetici:0) Profibustan geçmek için izin vermek için sadece bir ustaya bir anda gönderme imkanı sağlar. Üstolojiler daha fazla kablo çalışır ve daha fazla merkezler, propagasyon gecikmesini artırır, etkili geçiş süresini 12 Mbps ile 12 Mbps arasında, gerekli döngü süresine kadar saymalıdır.Profilli konfigürasyonlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Reddans ve Fault

Line topoloji en düşük hata toleransı vardır - tek bir mola veya gevşek bağlantı tüm segmenti kapatır. Star topoloji bireysel şubelere karşı hataları izole eder, bu yüzden sadece başarısız cihaz iletişimini kaybeder. Ağaç topolojisi orta hata toleransı sunar: arka kemiği başarısızlık birden fazla şube kırılabilir, ancak şube hataları izole edilir.

[FONT=0]Fault kurtarma zamanı:[[Dönetici] Bir çizgide, kurtarma manuel kablo onarımı gerektirir ( saatlere kadar). Bir yıldızda, başarısız bir cihaz takas etmek birkaç dakika sürer. Otomatik rerouting ile bir ringde, kurtarma milisaniye alır (20-200 ms).

Cabling ve Tesis Maliyetleri

Line topoloji malzeme ve iş maliyetleri en aza indirmek için - tek bir kablo T-connectors ile çalışır. Star topoloji her cihaz için bir ev yataklı kablo gerektirir, 2-5 numaralı bir faktöre kıyasla, ağaç topolojisi arasında bir yere düşer, en yüksek taksiye sahip olduğu için, özellikle de fiber her cihaz için yüksek maliyetlidir, yıldız ve ringin aktif merkezlere veya çiftlere ihtiyacı vardır, her birim başına 200 $ 700 $.

[FONT:0]Cost yönergeleri: [Dönetici: [Dönetici] Daha az bir alanda 20 düğüm için, hat topoloji en ekonomikdir. 20-80 düğümler bir bitkide yayılır, ağaç topolojisi en iyi maliyet performansı oranını sağlar. 80'den fazla düğümler veya yüksek erişilebilirlik kritik olduğunda, yıldız veya ring topolojiler haklı çıkar.

Scalability and Expandability

Line topoloji en az ölçeklenebilir - yeni bir ekişim eklemek için ölçeklenebilir, ancak bu, ağ çevrimdışı. Star topolojisinin bir parçası haline getirilmesini gerektirecektir: yeni cihazlar sadece kullanılmış bir merkez limanına bağlanır. Ağaç topoloji, yeni dalları ekleyerek ölçeklenebilir. Ring topoloji çiftleri eklemekle ölçeklenebilir, ancak bu da bütçeyi artırır ve geç saatlere kadar genişletilebilir.

[FONT:0)Future-proofing:[Dönetici:[Dönetici:0)) Ekstra kablo damlalarını veya ilk inşaat sırasındaki yüksek tavanı geri yükleme. 10-20% fazla kapasiteye sahip olmayan iki ağaç topolojide, kullanılmayan dalları sonsuz bırakma, ancak kesintiye uğratmadan kolay gelecek genişlemeye izin verin.

Topoloji Seçme için Pratik Değerlendirme

Kablo uzunluğu ve Tekrarlayıcılar

Topolojiye bakılmaksızın, Profibus segment başına sabit kablo uzunluğu limitleri vardır (15 m at 9.6 kbps, 12 Mbps'de 200 m). Ağa tekrarlama gecikmeleri için tekrarlayıcılar: Her iki usta arasında en yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte kablo, yüksek çözünürlükte veya 100 $ 'lık bir segment olarak sayılır.

Tesih ve Yer

Tüm topolojiler her otobüs segmentinin iki ucunda doğru bir şekilde sona erer.Protesto/pull-down dirençleri (390 ohms to +5V and 390 ohms to GND) ve bir dizi kapasitör (1 nF) DC dengelemeyi engellemek için, her yıldız çiftçinin dışsal iletişim hatalarının en yaygın nedenidir.

Çevre Faktörleri

Endüstriyel ortamlar elektromanyetik müdahale getirir (EMI), ısı aşırılıkları ve mekanik stres. Sürekli kablo ile lineer üstoloji tüm uzunluk boyunca EMI'ye karşı hassastır; en iyi kalkan kablolama kabloları için kalkanlanmış bir kablo (tipi IEC 61158-2) ve elektrik kabloları için idealdir. Star topoloji sınırları EMI kapalı kablolar, yüksek çözünürlükte veya uzak mesafeler için, Medincin kablo tepsileri kullanarak, kablolar ve en iyi koruyucular için özel kablo tepsileri kullanarak yönlendirilebilir.

Yazılım Konsülatörü ve Topology Mapping

Profibus master arabirimleri (örneğin, Siemens CP 5622) otobüs parametrelerini ve cihazı adreslerini otomatik olarak kapatamaz, ancak otobüs yerleştirmesini ölçebilecek ve kısa devreleri tespit edebilecek otomatik topoloji tespiti yoktur.In ring topoloji pozisyonları için her cihazda yapılandırmayı doğrulayın.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Profibus ağı topolojinin seçimi, sadece ilk maliyetle değil, aynı zamanda uzun vadeli güvenilirlik, kullanılabilirlik ve performans. Line topoloji, küçük, statik sistemler için en basit ve en uygun maliyetlidir. Star topoloji, yüksek maliyetli ve problem çözme değerini en üst düzey bir şekilde yerine getiren önemli bir tasarım kararıdır.