Імпортування пропера Профібусів Термінування та Shielding техніки

Розуміння Основи фізичного шару Profibus

Профуз (Процесний польовий автобус) залишається одним з найбільш перевірених технологій польовихавтобусів для промислової автоматизації, виробництва та контролю процесу. Його Фізичний шар RS-485 вимагає ретельної уваги терапування і Shielding] для підтримки цілісності сигналів на довгих дистанціях і в електрично суворих умовах. Без належного виконання навіть добре налаштовані мережі досвід біт помилок, втрата пакета і міжмітентних збої, які неорієнтовно важко діагностувати.

Стандарт Profibus (IEC 61158) визначає закручений мідний кабель з характерним імпедансом 150 омів для кабелів типу RS-485, хоча багато установок використовують 120-ом м. кабелів. Номінальна вартість повинна відповідати кабелю та rsquo; характерний опір запобігати відбиття сигналів на кінцях автобуса. Цей матч є критичним, оскільки відбиття викликають стоячі хвилі, які спотворюють різні рівні напруги, що призводить до ресивера непереносимості біт.

Розуміння, як припинення та знеболювання взаємодія є важливим. Добре переважаний автобус мінімізації відбиття, при цьому належне знеболювання запобігає зовнішній електромагнітний втручання (EMI) від примушення на закручене пару. Разом вони створюють надійний канал зв'язку, який може протягнути до 1,200 метрів на 1.5 Мбіт/с (з повторювачами до 10 км).

Припинення профібусів: теорія та практика

Припинення резисторів розміщуються на двох фізичних кінцях сегмента Profibus. Кожна мережа резисторів зазвичай складається з одного резистора (120 ohm) по лініях A і B (data + і data &minus). У активних конструкціях розірвання також наноситься через ряд резистора, щоб забезпечити небезпечні стани, коли автобус знаходиться в свічці.

Чому неправильне шліфування викликає нездужання

Коли сигнал досягає нетерпного кінця кабелю, зміна сповіщень викликає частину енергії сигналу, щоб відобразити назад до джерела. Це відобразена хвиля додає або віднімає від оригінального сигналу, створюючи усунення несправностей, під час усунення та дзвінка. У збалансованій системі, як RS-485, диференціальний ресивер бачить ці артефакти як додаткові переходи, потенційно викликаючи:

Укуси запуску False (збільште всі кадри)
Помилки CRC, які запускають ретрансляції
Невизначена система запобігання даних в захисно-критичних петлях
Рабиня вершини відсутні вікна передачі

Мережа з довгими рядками (доміновані краплі) особливо вразливі. Навіть при правильній резистентності, шпилька довше 2– 3 метрів може діяти як сама лінія передачі, введення затримки і відбиття. Дистанційні ліміти Profibus стержня довжиною до 6,6 метрів при 1,5 Мбіт/с і до 30 см при 12 Мбіт/с.

Правильне розміщення резистента

Тільки два фізичні кінці головного автобусного кабелю повинні бути розірвані. Якщо пристрій в кінці включає вбудований вимикач, що дозволяє його ввімкнути. Якщо кілька пристроїв поділяють один і той самий автобусний кінець, встановити тільки одну мережу розірвання. Загальні помилки включають:

Термінування на неправильному кінці (наприклад, в середній частині)
Використання багаторазових розірвань (запобіжне завантаження)
Випробування ввімкнено на пристрої, які не перебувають на кінці

Для сегментів більш ніж 200 метрів або в умовах високої шуму використовуйте активні модулі розірвання, які забезпечують як імпеданс, що відповідають і зносу. Пасивні 120-омні резистори досить для коротких, тихих проходжень.

Методи щитовидної обробки для кабелів Profibus

Кабель Profibus Type A включає в себе плетені або фольги, що охоплюють закручені парі. У щиті є два цілі: він загартує зовнішні променовані перешкоди і, коли правильно заземлений, забезпечує низький рівень шляху до індукованих струмів, щоб дисіпсувати, а не паритися на лінії даних.

Одно-Понт проти багатополотного заземлення

Вічний дебат у промисловому щитовидному щиті є те, що на одному кінці або як закінчується. Відповідність залежить від навколишнього середовища і наявності наземних потенційних відмінностей.

]Сінгле-точкове заземлення] (з'єднання з захисною землею (PE) в одному кінці тільки, як правило, майстер / контрольний бічний) уникає наземних петель. Наземні петлі виникають, коли щит підключений до землі на двох точках, які мають різні потенціали, що викликають циркуляційний струм, який викликає шум на сигналі пари. Це рекомендований метод при установці пропускає будівлі, великі металеві конструкції або ділянки з великим електричним обладнанням.

Multi-point мелірування (з'єднання з ПЕ в обох кінцях і можливо в шафах по маршруту) забезпечує кращий високочастотний захист EMI, оскільки він скорочує довжину щита відносно довжини хвилі втручання. Для Profibus, що працює на 1,5 до 12 Мбіт/с, високочастотний втручання (від VFD, джерела живлення, зварювальне обладнання) ефективно ослаблюється за рахунок закріплення щита на декількох точках, за умови, що всі об'єми заземлення знаходяться практично в одному потенціалі (зважання менше 1 В. РМ).

На практиці багато промислових установок використовують багатоточкові заземлення з обережною увагою до заземлення розмірів провідника і якості з'єднання. Використовуйте , з'єднувальні роз'єми , які оберніть 360 градусів навколо кабелю і підтримують низьку індуктивність. Уникайте з'єднання кіски (довгий дріт від щита до землі) тому що вони створюють паразитичне індуктивність, що знижує ефективність щитів при більш високих частотах.

Кабельне порізання та відведення

Навіть з ідеальним заземленням, незахищений кабель, який не відрізняється. Дотримуйтесь цих правил поділу від Дирекції Profibus (EN 50170 / IEC 61158):

Попри те, що в 20 см від 110 В змінного струму від кабелю живлення змінного струму
У принаймні 50 см від 230/400 В змінного струму кабелі живлення
Кабель живлення перехресного струму при 90° кути для мінімізації індуктивного з'єднання
Використовуйте окремі кабельні лотки або протоки для живлення та сигналу
Уникайте маршрутизації паралельно змінним частотним приводом (VFD) вихідного кабелю

У крайньому випадку використовується двосухий кабель або додають феритові ядра біля джерел шуму.

Встановлення кращих практик для довговічності довготермінової

Мережа Profibus є дуже добре, як і її якість монтажу. Навіть невеликі деталі, як роз'єм крутного моменту або кабельного радіуса може деградувати продуктивність протягом часу.

Інтеграція з роз'ємом

Використовуйте тільки Профібус-затверджений 9-контактний роз'єм D-sub] з інтегрованими розірвальними резисторами (якщо в кінці). Затягніть гвинти до виробника ’s рекомендується крутний момент, як правило, 0,4–0.5 Nm. Роз'єми Loose вводять міжмітентний контактний опір, який імітує поганий припинення. Для IP67 середовищ використовуйте роз'єми M12 з замком бейон.

Бенд Радій і протипоказання

Мінімізувати радіус вигину кабелю до мінімум 10 разів діаметром кабелю. Різьбий вигин спотворює внутрішню геометрію закрученої пари і може перенести характерну домішку. Закріпити кабелі з кабелями кожні 30 см, але не перетягувати — стиснення може подрібнити утеплювач і змінювати кабель ’s електричним властивостям.

Тестування та контроль за процесом

Перед тим як поставити сегмент Profibus у виробництво, перевірити ці параметри з аналізатором автобуса або осипоскопом:

Даркистентність: А-до-Б лінійний опір між кінцями повинен бути приблизно 60 ом (двох 120-ом резисторів паралельно).
Сигнальні рівні: Ідель автобусна напруга повинна бути вище 200 мВ диференціал (файл-безпечний знос).
Jitter and ringing: Аналіз діаграми очей для підтвердження відкритого поля та гт; 40% від трохи періоду.
Посилення глибин: Стійкість до ВП повинні бути менше 1 ом.

Для існуючих мереж, які відчувають міжмітентні помилки, використовують час-домен рефлектор (ТДР) для знаходження домішок, викликаних поганими роз'ємами, водовідведенням або подрібненими кабелями.

Загальні Питпади та усунення несправностей

Навіть при ретельному оформленні виникають питання Професу. Тут виникають часті кульприти і їх симптоми:

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

Завжди починайте усунення несправностей, вимірюючи опір через лінії A і B на різних точках. Значення близько 30 омів вказує на три припинення (невірно). Значення близько 120 омів вказує тільки одне припинення. Значення поруч нескінченності вказується не припинення.

Зовнішні ресурси

Для глибокого розуміння, консультуйте з цими довіреними посиланнями:

Висновок

Пропер Профобс розірвання і Техніка сушильних пристроїв] не є необов'язковим — вони є фундаментальними для досягнення детермінативної, без помилок зв'язку в промислової автоматизації. З розумінням фізики за сигналами відбиття і EMI-муфта, а суворо застосування установки кращих практик, інженери можуть побудувати мережі, які виконують надійно протягом десятиліть. Інвестувати час в правильне розміщення резистора, щитовидної стратегії, а також кабельне маршрутизація дисципліни; виплата знижується в режимі реального часу, швидше введення і загальної вартості власності.