Profibus ağları endüstriyel otomasyonun arka kemiği olarak kalır, güvenilir, determinist iletişim sensörleri, eylemciler, programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) ve dağıtılmış I/O sistemleri, sıkı elektromanyetik çevre tipik fabrikalar, süreç bitkilerini ve enerji tesisleri ciddi şekilde bozulmaz Profibus performanslarını sağlar.Proför bakım mühendisleri, değişken frekans sürücüleri (EMI) Bu sistemden gelen kontrol sistemleri, kaynak ekipmanları ve diğer yüksek güç cihazları, Profibus kabloları üzerinde gürültüyü teşvik eder ve diğer yüksek güç cihazları, veri yollamaları, çerçeve hataları, yeniden yükleme ve elektriksel iletişim hataları, yeniden iletişim hataları, yeniden iletişim hataları sağlar.

Profibus Networks'te Elektromanyetik Etkileşimi Anlamak

Elektromanyetik müdahale iki birincil formda ortaya çıkıyor: gerçekleştirilen ve yayılabilir. EMI güç kabloları boyunca seyahat eder veya paylaşılan zemin yolları geliştirirken, radiated EMI propagates through the air and çiftler into signal lines through cleive, in Profibus systems - özellikle RS-485 fiziksel katman (Profibus DP) - yanı sıra, kablolar dengelidir, ancak ortak nokta gürültüsü hala farklı sinyalleri bozabilir.

  • [FONT:0] Motorlar ve VFDs[[DÜT:1) - PWM geçiş, yakın kablolara ya da çiftleri yayabilecek yüksek frekanslı harmonikler üretir.
  • [FONT:0)Transformers ve indüktif yükler) - Büyük transformatörlerden gelen manyetik alanlar, önceden belirlenmiş kablolarda dolaşıma girerler.
  • [FONT:0) Ekipman ve güç malzemeleri - Büyük akım geçiciler gereksiz gürültü üretir.
  • [FONT=0] Radyo frekansı vericiler [Dönder: Kablosuz radyolar, cep kuleleri veya RFID okuyucuları, kalkan kablolara yakınsa müdahale edebilir.
  • [FONT:0) Güç malzemeleri - Yüksek frekanslı ripple DC otobüslerde görünebilir ve iletişimi rahatsız edebilir.

EMI'nin tek bit hatalarından (CRC tarafından tespit edilen) tek bir dizi EMI'nin etkileri, EMI'yi kaynakta ve darbe yolunda kullanan geçici bir sorundan daha etkili olan geçici bir test aracı içerir.

EMI Networks'ten Profibus Ağlarını Korumak için En İyi Uygulamalar

Aşağıdaki uygulamalar EMI'ye karşı bir tabakalı savunma oluşturur. Onların etkinliği, bir sistem çapında elektromanyetik uyumluluk (EMC) stratejisinin bir parçası olarak birlikte uygulanan performans artışları.

1. Proper Construction ile Shielded Kabloları Kullanın

Shielded twisted-konuş kabloları Profibus DP kurulumları için zorunludur.The Shield - tipik olarak bir yumuşak veya folyo sarma - aksi takdirde tellere çift olacak elektromanyetik alanları yayarlar.Profebus kablo için temel özellikler şunlardır:

  • [FONT=0]Twisted-mate geometri[[Dönetici: 1) Çiftin sıkı bir şekilde montajı dış alanlardan darbeyi bir şekilde azaltmaktadır.
  • [FONT:0)Shield kapsama[[[Dönetici: 1 ) - En az% 80 kapsama veya kurutma makinesi ile bir folyo kalkan standarttır. Bazı kablolar her ikisini daha iyi performans için birleştirir.
  • [FONT:0)Characteristic dürtü[DÜT:1) - 150 GU, Profibus DP'nin otobüse karşı direnmeleri ve yansımaları en aza indirmek için gereklidir.

Bu, kalkanın hem son zamanlarda doğru şekilde sona erdiğinin kritiktir (veya en azından bir uçta belirli zeminde philosophies – aşağıda bakınız).Komştanı doğrudan, ortak D-sub gibi, metal geri ve kalkan desteği ile gizler.

2. Proper Grounding ve Equipotential Bonding

Yerleme, Profibus kurulumunun en yanlış yönüdür. Hedef, zemin döngülerini önlemektir - gürültü enjekte eden kalkan veya sinyal zemin aracılığıyla istenmeyen mevcut yollar.Profesyonel DP için önerilen uygulama:

  • [FONT:0) Tek nokta zemin (yıldız zemin)) - Her kablo segmentinin sadece bir ucunda yer alan kalkanı bağlayın, genellikle ustada veya belirli bir zemin barında. Bu, zemin potansiyelleri cihazlar arasında farklılık gösterir.
  • [FONT:0]Equipotential Connection[[Dönetici: 1))[Dönetici:0)))[Döneticileri bir Profibus segmentteki tüm cihazlar aynı zemin potansiyelini paylaşır. Büyük potansiyel farklılıklar transceivers zarar verebilir veya ortak mod akımlarını teşvik edebilir.
  • [FONT:0) kablo drenaj telini genişletin[Döntilmiş kablo kullanarak, D-sub bağlantının zemin pimine drenaj telini bağlayın.
  • [FONT:0)Isolation[[Dönetici: 1))[Dönetici)[Döneticileri birkaç volt aşıyorsa, galvanically izole edilmiş tekrarlayıcılar veya fiber optik dönüştürücüler fiziksel zemin bağlantısını bozmak için.

İyi bir yedekli zemin sistemi sadece EMI suceptilebilirliği azaltmıyor, ancak aynı zamanda düşük hacimli bir yol hata akımları için düşük kesintili bir yol sağlayarak güvenliği de artırıyor. Referans theETHFLT:0)ISA-62443 veya IEC 61000-5-2 standartları endüstriyel ortamlarda ayrıntılı rehberlik için.

3. Gürültü Kaynaklarından Fiziksel Ayrılmayı koruyun

Profibus kablolarını yüksek güç veya yüksek frekanslı ekipmana çok yakınlaştırması EMI darbesini büyük ölçüde arttırır. Genel kural, kablo yönetimi için minimum 0.3 metre (1 ayak) korumak için 90VAC veya 240VAC güç kablolarından ve 0,5 metre veya daha fazla motor kablolardan, VFD çıktı hatlarından ve transformatörlerden geçmek için 90 derecelik bir açıdan geçmektir.

  • Güç ve sinyal kabloları için ayrı metal kablo tepsilerini kullanın - sadece bir tepsi mevcutsa, metal bir bölme kurmak.
  • Profibus kablolarını uzun mesafeler üzerinde yüksek akım iletkenlere paralel çalıştırmaktan kaçının.
  • Profibus kablolarını fluorescent aydınlatma toplarından uzak tut, indüksiyon ısıtıcıları ve ark kaynak bölgeleri.
  • Kabinlerin içine girdiğinde, kabin kenarlarında Profibus kabloları, VFD'lerden uzak, güç malzemeleri ve kontaktörler.

Fiziksel ayrılık imkansız olduğu yerde, ek koruyucu eklemek - örneğin, Profibus kabloyu bir bağ metalik konduit aracılığıyla çalıştırın. Bu etkili bir şekilde kablo etrafında bir Faraday kafesi oluşturur, radiated müdahaleyi bastırır.

4. Yükleme Cerrahları Suppressors ve EMI Filtreleri

Transient Overvoltages from yıldırım, geçişli yükler veya elektrostatik deşarj birkaçı otobüs kablolarına zarar verebilir veya anlık veri yolsuzluklarına neden olur.

EMI filtreleri - genellikle ortak modları - kabloların ortak bir moddaki bir araya getirildiğinde, kalkanın ortadan kaldıramayacağı yüksek frekanslı gürültüyü bastırmak için seriye yerleştirilebilir.İki uçlu kablonun üzerindeki frekanslar için filtreler yüklemesi özellikle kabloların bir kontrol kabine geçtiği yerde.Birçok ticari Profibus konektörü, ortak bir modda uyanmış bir chrite beads (bir sonraki noktaya bakın) birkaç megahertz üzerinde frekanslar için basit, düşük maliyetli bir filtre olarak hizmet eder.

5. Yüksek çözünürlükte gürültü için Ferrite Beads kullanın

Ferrite beads veya çekirdekler düşük frekanslı filtreler olarak hareket eden pasif bileşenlerdir, üst düzey frekans gürültüsü (10 MHz ve üstü) çiftlerin kablolara üzerindeki etkisi, ferrite materyaline ve dönüş sayısına bağlıdır.Profesyonel VFD geçiş gürültüsüne kadar kabloya çıkabilmektedir.

En iyi sonuçlar için, kablonun şarjı artırmak için temelden iki kez ayırın. ancak, RS-485 sinyal artışı zamanını bozabilecek aşırı yüklemeye dikkat edin - iki dönüş için limit. Place ferrites at the point where the cable enter a partition, right after the connector.

6. Elektromanyetik Uyumluluk için Entire Sistemi (EMC)

EMC, mimarlık aşamasından dikkate alınmalıdır. Anahtar tasarım ilkeleri şunları içerir:

  • [FONT:0] Kabineleri bölgelere ([DÜT 1: 1)) - fiziksel olarak yüksek çözünürlükli bileşenler (VFDs, anahtar güç malzemeleri) hassas kontrolörlerden ve I/O modüllerden metal parçaları kullanın veya ayrı muhafazalar kullanın.
  • [FONT:0) Direktif kabine giren AC anaları - güç hattı filtreleri, iç cihazları etkileyen dış kaynaklardan EMI'yi azaltmaktadır.
  • [FONT:0)Bond Storage panelleri ve kapılar) - Pasif gazketleri veya zeminleme kemerleri, yuva antenlerini oluşturmasını engellemek için kullanılır.
  • [FONT:0)Route I/O kablolar, Profibus kablolar ve ayrı paketler içinde güç kabloları[Dönetici:0) - eğer geçse, bunu doğru açılardan en az 10 cm ayır.
  • [FONT-rated konektörler ve metal muhafazalar - plastik konektörler sürekli olarak kalkanı sağlamaz.Her zaman metal (zinc ölü-cast veya nikel kaplama) D-sub konektörleri, kablo kalkanı ile cihazı ile evlenir.

IEC 61000-6-2 (endüstriyel bağışıklık) ve IEC 61000-6-4 (emission) standartları uygun bir çerçeve sağlar. Tasarım incelemeleri Profibus özel gereksinimlerine uygun olarak bir EMC checklist içermelidir.

7. Doğru Bus Tesih ve Biasing Uygula

Bir kablo segmentinin sonundaki yansımalar, her bir Profibus segmentinin A ve B hatları arasında bir feminizme karşı bir son vermemesi gerekir. Birçok ticari bağlantı, EMI'ye her zaman son kölede sona ermiş olabilir.

Bazı Profibus tekrarlayıcılar veya merkezler de aktif önyargılar içerir. Uzun süre gürültülü ortamlarda çalışır, tekrarlayanları segment orta noktasında temizlenen sinyali yeniden üreterek tekrarlayıcıları kullanmayı düşünün.

8. Aşırı Ortamlar için Fiber Optik Operaları düşünün

EMI ciddi olduğunda - büyük motorlar, yüksek gerilim geçişi veya bir ark fırın alanı içinde - bakır tabanlı Profibus asla güvenilir bir şekilde performans göstermeyebilir. Fiber optik komplikeler veya B&R, Siemens veya Phoenix Contact) iki Profibus DP ile çiftleri değiştirir (RSP-485) ve Profibus PAMB'ye tamamen bağışıklık sağlar.

9. Düzenli Kablo ve Bağlantı Denetimi

EMI koruma zamanla bozuluyor. Loose konektörleri, kalkan kontakları korozyon, kırık drenaj telleri veya kötüleştirilmiş kablo yalıtımı gürültünün zararlı bir bakım programı oluşturmasına izin verebilir:

  • Görsel olarak tüm Profibus kablolarını korozyon, bent pins veya eksik kilit vidalar için inceler.
  • Cihazın şasisine kablodan kablodan kabloya bağlantı kurmasını sağlamak için sürekli bir test kullanın.
  • Fiziksel hasar gösteren herhangi bir kablo segmentini değiştirin veya bükmenin yaygın olduğu yüksek riskli alanlarda kullanılır.
  • Bir Profibus tanı aracı (örneğin, ProfiTrace) periyodik olarak gürültü seviyesini, geri dönüşüm sayısını ve genel otobüs sağlığını izlemek için kullanın.

Tüm kablo rotaları, zemin noktaları ve yüklü dalgalanma baskılayıcıları belgeleyin. Değişiklikler yapıldığında, gelecekteki karışıklıktan kaçınmak için belgeleri güncelleyin.

10. Tren Personeli ve Dokümantasyonunu Sağlayın

En iyi EMC tasarımı, bakım personelinin bakımsız bir şekilde zemin döngülerini oluşturup, kalkan bağlantılarını kaldıramaz. Zemin tutmanın önemine yönelik eğitim vermek, kablo ayrımı ve uygun bağlantı montajını sağlamak.Profesyonel olarak sadece - sadece güç hatlarından uzak tut)

Profibus'taki EMI Sorunlarının Test ve Sorun Giderilmesi

Dikkatli tasarımla bile, EMI sorunları görünebilir. Sistematik bir yaklaşım nedenini izole etmeye yardımcı olur:

  1. [FONT=0) Temelleri [Döneticileri Değiştirin] - Kablo sürekliliği, kalkan bağlantıları ve bir multimetre ile karşıtlık DC direnişi: A ve B hatları arasında yaklaşık 150 {{ (iki 150 TEL dirençleri paralel olarak) son segmentlerde olmalıdır.
  2. [FONT:0]Monitor otobüs istatistikleri[[Dönetici:0)[Döneticileri)[Döneticileri)[değiştir | kaynağı değiştir] – bir Profibus analizörü çerçeve hataları, yeniden transmisyonları ve otobüs yükü.
  3. [FONT:0)Temporly olarak şüpheli gürültü kaynakları) - mümkünse, hataları azaltıp görmenin yakındaki bir VFD veya motorunu durdur.
  4. [FONT:0) Bir spektrum analizörü kullanın[DDD geçiş frekanslarının harmoniklerine bakın.
  5. [FONT:0) Bir oscilloskop ile test[DÜT:1) - RS-485 diferansiyel dalgaformu görün. Aşırı halka veya aşırı atış, yanlış bir uyum veya yüksek frekanslı müdahaleyi gösterir.
  6. [FONT:0)Uygulamalı düzeltmeler[[Dönetici: 1 ) - ferrite beads ekleyin, kontrol zemini, kablo ayrımı geliştirmek veya tekrar yükleme.

Sürekli konular için, Profibus kullanıcı organizasyonundan veya ekipman satıcılarından başvuru notları. Birçoğu, kaynak robotları veya yuvarlanma değirmenleri yakınında bulunan Profibus gibi belirli senaryolar için kılavuzlar yayınladı.

Özet: Profibus EMI Korumaya Bir Holistic Approach

Profibus ağlarını elektromanyetik müdahaleden korumak tek bir eylem değil, devam eden bir disiplindir.En iyi sonuçlar kalkan kablolar, doğru zemin, fiziksel ayrılık, baskı, ferrite filtreleme ve EMC-bilinçli sistem tasarımı gibi ek araçlar, EMI koruma ödemelerine yatırım yapmak, daha az iletişim kurmak ve daha uzun süre boyunca kendi başına maliyetle ilgili olarak, daha yüksek bir ekipman sağlamak için sağlam bir şekilde, yüksek kullanılabilirlik sağlayan sağlam bir performans ve direnç sağlar.