Jste zde

Hvězdicové zapojení Profibus DP a aktivní zakončení.

Jak zapojíme u PLC Simatic S7 Profibus DP linku do hvězdy a vyřešíme aktivní zakončení sběrnice? Prakticky jsme vyzkoušeli dva nástroje pro takové zapojení, změřili pomocí Profibus testeru Procentec a částečně i zaznamenali na video.

Společnost Helmholz nabízí šestinásobný multirepeater, který přesně dokáže zapojit Vaši Profibus linku "do hvězdy", takže už se nemusíte vracet s kabelem zpět na hlavní osu sběrnice. Taky se podíváme na aktivní zakončení Profibusu, co to vlastně je a jak funguje. Vše změříme pomocí Profibus testeru. Výsledky jsou přinejmenším zajímavé.

To je on, FLEXtra multiRepeater, šest portů, každý se signalizací poruchy, aktivity linky a ještě DIP přepínačem pro možnost odpojení jakékoliv segmentu v případě hledání poruchy nebo oživování. Podle fotografie se zdá větší, ale skutečnost mile překvapí, je to velmi malé zařízení.

Na podkladovém listu pod repeatrem můžete vidět částečně doporučené zapojení podle výrobce, myslím že to je jasné jako den. Jen se zmíním, že přívod od masteru může být na kterýkoliv konektor, funkce je pořád stejná. 

 

Helmholz Profibus Multi Repeater

Než se pustíme dále, připomeneme si hlavní technické parametry:

  • Napájení 18-30VDC/max. 400mA.
  • Výstupní napětí na konektoru pro každý segment 5V/150mA.
  • Může se použít i pro MPI síť.
  • Rozměr 35 x 132 x 72 mm.

Existuje i varianta čtyřportová pro menší sítě, nebo necháte nevyužité porty nezapojeny.

Helmholz Profibus Multi Repeater

 

Skutečná topologie zkušebního zapojení multirepeatru, místo spoje si představte multirepeater.

POZOR: takhle topologii sítě Profibus tester nikdy nenačte, jen jsem si trochu pohrál s grafikou. Testovací nástroj totiž nepředpokládá hvězdicové zapojení a topologii podle toho počítá.

Takže CPU Simatic S7 má adresu 2, a další periferie 4, 5 a 7. 

Helmholz Profibus Multi Repeater

Tohle je už skutečnost. V levém portu je zapojen přívod z CPU Simatic S7 DP  adalší tři vedou na jednotlivé slave v síti. Pro ukázku a nějaké měření je zapojení dostačující.

Helmholz Profibus Multi Repeater

Takhle vypadá průběh signálu na jednom ze segmentů. Rychlost Profibus linky 1,5Mbps. Je vidět, že v podstatě lepší už to být nemůže.

Napětové úrovně a průběhy signálu na jednotlivých stanicích jsou vidět na videoukázce na konci článku.

Helmholz Profibus Multi Repeater

Tohle je ale to pravé. Teď můžeme porovnat napěťové úrovně. Na vyzkoušení aktivního zapojeni (bude popsáno dále) jsem vytvořil jedno klasické zapojení všech tří stanic, změřil, a následně předělal na multirepeater a opět změřil.

Jen jsem do screenshotu z měření s multirepeatrem pro názornost přidal výřez z měření klasické linky, takže můžeme přesně vidět rozdíl. V případě zapojení do hvězdy, multirepeater signál ještě zesílí ve všech větvích.

Helmholz Profibus Multi Repeater

Praktické zkušební zapojení na stole jen na ukázku jak se měřilo. Jestli Vám to připomíná třeba nějaký "bastl" tak možná, ale někde musíte třeba schovat i klubko 10m Profibus kabelu mezi dvěma stanicemi atp. Důležitý je pak už jen výsledek.

Ještě bych rád poděkoval společnosti B+R automation a Systemotronic Brno, které zapůjčily jejich produkty na delší dobu pro vyzkoušení v síti, abychom neměli jen ET200S periferie.

Helmholz Profibus Multi Repeater

Protože je vhodné jakoukoliv Profibus linku řádně zakončit, použili jsme k tomu ještě tzv. aktivní koncový bod FLEXtra profiPoint pro Profibus síť. Konektor je nezbytnou součástí zařízení, ale o tom bude řeč dále.

Samotný profipoint vyžaduje:

  • napájení 18-30VDC / 400mA.
  • rozměr 35 x 32 x 70 mm.
  • rozsah pracovních teplot 0 až +60°C.
  • krytí jasných IP20.

Helmholz Profibus Profipoint

Pro náš účel je teď Profibus síť zapojena klasicky, přesně jak si topologii spočítal Profibus tester, a na konec zapojíme aktivní bod pro další zakončení.

Na videoukázce na konci článku si ukážeme, jak Profibus tester tuto konkrétní topologii počítá, je to zajímavé vidět.

Helmholz Profibus Profipoint

Tohle už je průběh signálu na nezakončené, nebo nevhodně zapojené lince.

Helmholz Profibus Profipoint

Řádné zakončení sběrnice pomocí Profipointu, spodní napájená část a konektor se zapnutým zakončovacím odporem. Tohle všechno ovšem nemusíme používat, pokud linka končí na nějaké napájené periferii. Ale pokud se potřebujeme někde na konci linky občas připojovat do PLC, nebo tam zapojujeme přenosné DP zařízení, je tento díl nutný, neboť zajistí napájení +5VDC na patřičné piny konektoru. Nic víc, ale ani nic míň.

Často se jedná o připojení na linku pomocí různých převodníku typu NETLink, které mají vestavěnou elektroniku v konektoru, a k vlastnímu napájení využívají právě těch zmiňovaných +5V.

Použitý konektor Helmholz 700-972-7BB12, je ve variantě se signalizací a diagnostikou pomocí tří LED diod, kde modrá signalizuje přenášení dat, zelená aktivní připojení na sběrnici a oranžová zapnutý zakončovací odpor. V praxi stačí potom jeden pohled na konektor a vidíme jestli se něco na lince děje nebo ne.

Helmholz Profibus Profipoint

Tohle už je řádné zakončení naší linky, signál je přesně jak má být, jak podle tvaru, tak i podle napěťových úrovní na jednotlivých stanicích.

 

Helmholz Profibus Profipoint 

Helmholz Profibus Profipoint

Pokud Vás to zajímá, nebo si myslíte, že uvnitř takového zařízení nic není, tak jsem si dovolil profipoint rozdělat.

Použité plasty vypadají kvalitně, neboť musí vydržet teplotní pracovní rozsah do 60°C a dokonce skladování do 75°C. Nebylo by nic jednoduššího, než je strčit na chvíli do trouby, a pozorovat při jaké teplotě se začnou bortit. Ovšem věříme v tomto směru výrobci, takže žádné ničení nebude. Pokud by ale byl k dispozici nějaký vadný kus, hned bych to vyzkoušel.

Helmholz Profibus Profipoint

Na tištěném spoji je toho přece jenom osazeno dost.

Helmholz Profibus Profipoint

Teď už jen slíbené videoukázky:

Průběh signálu při zapojení Profibus do "hvězdy": http://www.youtube.com/watch?v=Sc3j3IMJSfE

Výpočet topologie Profibus testerem Procentec: http://www.youtube.com/watch?v=nf6NQ3xEEjs 

 

Závěr:

Je zajímavé, kolik existuje různých zajímavých výrobků pro Profibus síť, které dokáží usnadnit zapojení, diagnostiku a podobně. Už jenom ten nápad, dát do Profibus konektoru diagnostiku.

Jaroslav Blažek


Doplňující odkazy k článku: 

Společnost Helmholz v České republice, informace, dotazy: http://www.helmholz.cz/

Detailní info a manuál Profibus multiRepeatru: http://www.helmholz.cz/index.php?stranka=produkty&produkt=flextra-multirepeater

Detailní info a manuál profiPoint: http://www.helmholz.cz/index.php?stranka=produkty&produkt=flextra-profipoint

Hlavní strana společnosti Helmholz v Německu: http://www.helmholz.de/

Použitý Profibus analyzátor Procentec: http://www.foxon.cz/profibus-dp-pa-profibus-tester-analyzator-c-6_362_224.html  

Další články, testy, recenze o PLC, Scada/HMI systémech, pohonech, profi-software a komponentech nejen pro průmyslové aplikace najdete na automatizace.HW.cz

 

 

 

 

Hodnocení článku: