Článek vznikl ve spolupráci se společností Foxon a ve velké míře zohledňuje zkušenosti s diagnostikou a odstraňováním poruch na Profibus sběrnici s využitím Profibus testeru ProfiTrace2.
V první části jsme se zabývali základními informacemi o průmyslové sběrnici PROFIBUS, topologií sítě, základní kabeláží, rozdělením sítě na segmenty a využitím aktivního zakončení. Nyní se zaměříme na instalaci profibusových kabelů a jejich rozdělení dle použití v daném prostředí, prozkoumáme profibusové konektory a jejich propojení s kabeláží, poslední část se týká repeateru (opakovače) a možnosti jeho zapojení v jednotlivých segmentech sítě.
Kabeláž v síti PROFIBUS:
Použití vhodného kabelu a jeho správné instalace je jedním ze základních kroků, které musíme splnit pro správnou funkci sítě PROFIBUS.
| Certifikovaný kabel PROFIBUS musí splňovat tyto parametry: |
|
Používá se kroucená-stíněná dvojlinka, přičemž stínění slouží zároveň pro uzemnění. Průměr kabelu je 8,0 +/- 0,5 mm, což odpovídá šířce pro připojení konektoru.
Profibus kabely tvoří velmi důležitou složku sítě, protože jsou spojovacím článkem pro připojení jednotlivých zařízení do sítě PROFIBUS. Poškození, přerušení či zlomy vedou k problémům v síti a následným výpadkům.
|
Tyto mechanické poškození je možno minimalizovat tak, že kabely jsou nainstalované na viditelném místě, nejlépe ve vlastním žlabu mimo ostatní kabeláž, čímž předejdete EMC rušení (tzn. rušení od elektrických zařízení či elektroinstalace). Pokud to není technicky možné a napájecí kabely jsou položené ve stejném žlabu s kabely PROFIBUS, umístěte je v tomto žlabu co nejdále od sebe. |
|
Při instalaci PROFIBUS kabelů dodržujeme následující zásady:
-
Kabely nekroutíme.
-
Kabely nenapínáme a nevlníme.
-
Dodržujeme povolený průměr pro jednoduché/opakované ohýbání.
-
Dodržujeme teplotní rozsah pro pokládání a manipulaci s kabely dané výrobcem.
-
Dodržujeme povolené napětí v tahu (udává výrobce).
-
Pokud možno používáme jeden typ kabelů v daném segmentu.
Stínění PROFIBUS kabelů:
Stínění oslabuje (v lepším případě eliminuje) magnetické, elektrické a elektromagnetické rušení. Stínění kabelu se uzemní přes profibus konektory, které jsou připojené k zařízení. Z toho důvodu je nutné, aby i zařízení PROFIBUS bylo uzemněné!
-
Používejte pouze kabely s opleteným stíněním.
-
Vždy připojte stínění na obou koncích kabelu.
-
Řádně připojte uzemnění kabelu k pouzdru konektoru.
Druhy PROFIBUS kabelů:
A. Standardní kabely PROFIBUS.
Tento kabel smí být použit pouze v případě, že nebude razantně ohýbán a nebude vystaven klimatickým vlivům. Hodí se tedy pro vnitřní instalaci a díky dvojitému stínění je vhodný do průmyslových prostor s EMC rušením.
B. Kabely PROFIBUS pro speciální použití.
Oproti standardním kabelům má tento kabel jádro z měděného lanka a dalšími přídavnými vrstvami či výplněmi se specifikuje pro použití např. připojení ramene robota, zdvihací systémy, jeřáby, dopravníky apod. Specifikace pro jednotlivé kabely mohou být následující.
-
Kabel se zvýšenou odolností proti elektromagnetickému rušení (EMC).
-
Kabel se zvýšenou odolností proti ohybu (umístěn na pohyblivém rameni robota apod.).
-
Kabel s ochranou proti hlodavcům.
-
Kabel se zvýšenou odolností proti žáru Kabel do potravinářských prostor.
-
a další
Konektory PROFIBUS:
PROFIBUS konektor je spojovacím článkem mezi PROFIBUS kabelem a příslušnou stanicí. Konektory jsou konstruované tak, že komunikace prochází smyčkou uvnitř (tzn., že připojením a zapojením stanice není omezena komunikace ostatních stanic). Důrazně je ale doporučeno mít všechny PROFIBUS konektory připojené ke stanicím, správně zapojit červenou a zelenou linku ve všech konektorech stejně, řádně spojit uzemnění s konektorem a řádně přišroubovat konektor k zařízení.
PROFIBUS konektorů existuje mnoho druhů, důležité je všímat si těchto parametrů:
-
Podpora plného rozsahu rychlostí (9.6Kbit až 12Mbit).
-
Zda konektor má či nemá vyvedený PG port (tzn., že se přes něj můžete připojit na monitorování či diagnostiku sítě např. pomocí testeru ProfiTrace2).
-
Úhel profibus kabelu vedoucího z konektoru (např. 90°, 35°).
-
Zda se kabel do konektoru šroubuje, nebo je konektor tzv. samořezný.
-
Některé konektory mají navíc například informační diody o stavu komunikace
Moderní konektor PROFIBUS má integrovaný přepínač na zapnutí či vypnutí ukončovacího odporu. Některé starší a v současnosti speciální typy konektorů tento odpor nemají, doporučujeme okamžitou náhradu za moderní kvalitní konektor. Existují ovšem výjimky, například v agresivním prašném prostředí je výhodné použít konektor bez odporu, neboť vlivem prostředí může docházet k přerušování kontaktů zapojeného odporu a tím k výpadkům komunikace.
|
Každý konektor PROFIBUS má vstupní a výstupní pozici pro kabel, nejčastěji označeno pomocí šipek na konektoru. Dodržujte správné zapojení, kabel je vždy zapojen na VSTUP, v případě pokračování na další stanici se připojí druhý kabel na VÝSTUP. |
|
Připojení PROFIBUS konektoru a kabelu:
|
Důležité je si kabel správně připravit viz obrázek, poté odšroubovat a odklopit kryt.
|
|
|
Pro správné odizolování a úpravu konce kabelu před připojením doporučujeme použít vhodný nástroj, práce s ním je velmi rychlá a spolehlivá. Více informací o přípravku najdete zde.
|
|
|
Připojení kabelu do konektoru.
|
|
Připojení konektoru ke stanici.
-
Konektor připevněte ke stanici a zajistěte šroubky.
-
Jestliže je stanice na začátku nebo na konci segmentu, musíte na konektoru zapnout zakončující odpor (zapnout odpor, pozice „ON“).
-
Stanice s aktivním zakončovacím odporem musí být vždy napájena! V případě ztráty napětí na stanici není aktivní zakončení funkční, protože konektor pak není ze stanice napájen.
Repeater (opakovač) v PROFIBUS síti:
Repeater, česky opakovač, obecně zesiluje přenášený signál na síti PROFIBUS, galvanicky odděluje dva segmenty a tudíž slouží jako zařízení pro rozdělení sítě na jednotlivé segmenty. Používá se v případě, kdy chceme použít v síti více než 32 stanic, zvýšit maximální možnou délku kabelu mezi jednotlivými stanicemi, galvanicky oddělit nějaké zařízení od ostatních, zvýšit odolnost sítě PROFIBUS atd.
|
Repeater B1 od firmy Procentec nabízí navíc tyto vlastnosti:
|
|
Samozřejmostí je podpora celého rozsahu rychlostí 9.6Kbit – 12Mbit. Standardní repeater a speciální zařízení pro aktivní zakončení nemají v síti PROFIBUS jako jediné zařízení přidělenou adresu (neplatí pro diagnostický repeater firmy SIEMENS, ten adresu má).
Praxe ukazuje, že jakmile máte nějaké potíže s větší sítí PROFIBUS, je vhodné nejprve na patřičné místo instalovat repeater, který opravdu dokáže odstranit velké množství potíží, bez jakýchkoliv dalších opatření.
|
Popis jednotlivých částí repeateru. |
|
Praktické ukázky možného zapojení repeateru:
|
Segment 1 a segment 2 jsou ukončeny (odděleny) repeaterem, odpory jsou zapnuté. |
|
|
Segment 1 je opět zakončen repeaterem, zapnutý odpor. Oproti tomu segment 2 používá repeater pouze jako průchozí bod, vypnutý odpor. |
|
|
Segment 1 i segment 2 používají repeater pouze jako průchozí bod, oba odpory na repeateru jsou vypnuté. |
|
Každý segment by měl obsahovat nejméně jeden PG port pro monitorování či diagnostiku sítě, respektive segmentu. Ideální umístění konektoru s otevřeným PG portem je na konci nebo začátku segmentu. Nejhorší pro stabilitu PROFIBUS sítě, jsou různé "odbočky" pro notebooky a podobně.
Závěr:
Tímto ukončíme další část týkající se instalaci profibus kabelů, konektorů a sestavení segmentů PROFIBUS sítě. Protože sběrnice PROFINET se začíná pomalu ale jistě také prosazovat, tak v některém dalším článku se s ní seznámíme trochu blíže.
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Společnost Foxon PROFIBUS komponenty: http://www.foxon.cz/profibus-profinet-profibus-dp-pa-c-6_362.html
První část článku o průmyslové sběrnici PROFIBUS: http://automatizace.hw.cz/zakladni-informace-o-prumyslove-sbernici-profibus
Článek o testování PROFIBUS sítě: http://automatizace.hw.cz/profitrace2-tester-analyzator-site-profibus-cast-1-instalace-analyza
