Конфигурирование электрических сетей
Сети PROFIBUS были разработаны специально для использования в условиях промышленного производства, и одним из главных достоинств таких сетей является хорошая защита от электромагнитных помех, в результате чего достигается высокая степень достоверности передаваемых данных.Но для достижения этой защищенности необходимо строго выполнять ре- комендации документов, регламентирующих конфигурирование сетей. При проектировании сетей следует принимать во внимание следующие параметры:
· скорость передачи (в пределах сети она может иметь только одно зна- чение, выбранное из специального ряда);
· требуемое количество узлов;
· требуемый тип сетевых компонентов (шинных терминалов, шинных штекеров, соединительных кабелей);
· типы кабелей, используемые в ЛВС;
· требуемые длины сегментов;
· механическую и электромагнитную обстановку в зоне прокладки кабе- ля (например, защиту от перенапряжений, маршрут прокладки кабеля);
· количество повторителей RS-485 между двумя любыми участниками сети (должно быть не более 9);
· увеличение общей протяжённости сети с помощью повторителей, ко- торое может привести к увеличению времени передачи, что следует учитывать при конфигурировании сети.
Независимо от того, какая скорость передачи используется, на концах всех сегментов должны быть подключены нагрузки (терминаторы), что на практике осуществляется путём включения нагрузочного сопротивления в штекере. По- сле включения нагрузочного сопротивления дополнительные секции кабеля подсоединить уже нельзя. Нагрузочное сопротивление действует только в том случае, когда на него подано напряжение. Это означает, что на соответствующее устройство сети или повторитель RS-485 должно быть подано напряжение питания. В качестве постоянного нагрузочного сопротивления можно также использовать активную конечную нагрузку (терминатор) шины PROFIBUS. При выключении устройства сети или повторителя, отсоединении шинного штекера или сетевого ответвления подача напряжения питания на нагрузочные сопротивления не должна прерываться. Если стабильную подачу напряжения на оконечное сопротивление гарантировать нельзя, следует использовать активную оконечную нагрузку (терминатор) PROFIBUS.
Длина сегмента при скорости передачи до 500 кбит/с
В табл. 1 приводятся значения максимальных длин сегментов, которых можно достичь при использовании кабелей SIMATIC NET PROFIBUS. В пределах одного сегмента допускается выполнять не более 32 подключений к шине (УПД, повторители, модули OLM, BT12 М и т.п.). Если кабель не присоединяется непосредственно к шинному штекеру (на- пример, при использовании шинного терминала PROFIBUS), то необходимо учитывать максимально допустимую длину ответвлений. В табл. 1 приводятся максимально допустимые длины ответвлений на один шинный сегмент.
Длина сегмента при скорости передачи 1,5 Мбит/с
При использовании кабеля SIMATIC NET PROFIBUS могут быть реализованы длины сегментов, приведенные в табл.2. Каждое подключение узла к ка- белю ЛВС вносит дополнительную ёмкость и, следовательно, рассогласование, которое не сказывается на более низких скоростях передачи. В то же время при скорости передачи 1,5 Мбит/с из-за подобных рассогласований могут возникнуть проблемы, если при выборе типа, количества и схемы расположения узлов не придерживаться следующих указаний.
Чтобы определить допустимую конфигурацию, необходимо наличие мето- дики, которая бы позволяла оценить подключаемые компоненты с точки зрения емкостной нагрузки, которую они представляют для шины.
Для этого используются показатели ёмкости, характеризующие каждый компо- нент (табл.4). Девятиконтактные sub-D гнёзда, используемые в качестве ин- терфейсов PROFIBUS (в СР, OLM и т.д.), показателями ёмкости не характери- зуются. Их влияние учтено в показателях, которые приводятся в табл. 16.
Правила компоновки
При расчете допустимого количества узлов, их распределении и компо- новке в пределах сегмента SIMATIC NET PROFIBUS на скорости передачи 1,5 Мбит/с необходимо придерживаться следующих правил (табл.5):
- Максимально допустимое количество узлов в пределах любого сегмен- та не более 32.
2. Суммарный показатель емкости всех соединительных элементов в пре- делах сегмента должен быть не более 25.
- В отношении расстояния между двумя соседними соединительными элементами применяются следующие правила (под расстоянием в дан- ном случае понимается длина кабеля ЛВС):
1.1. Если расстояние между двумя соседними соединительными элементами превышает 10 м, показатели ёмкости соединительных элементов можно не принимать во внимание.
1.2. Если расстояние между двумя соседними соединительными элементами превышает сумму двух показателей соединительных элементов в метрах, размещение этих элементов не критично и никаких дополнительных условий принимать во внимание не требуется.
Показатель соединительного кабеля для PG или соединительного кабеля для SIMATIC S5/S7 на скорости 12 Мбит/с необходимо добавить к показателю со- ответствующего соединительного элемента.
1.3. Если условия пункта 3.2. не соблюдаются, следовательно, речь идёт
о группе, что требует соблюдения дополнительных условий:
— элементы для подключения могут располагаться настолько близко друг к другу, насколько это требуется, но сумма их показателей при этом не должна превышать 5.
— расстояние (в метрах) между двумя соседними группами должно быть, по крайней мере, равным сумме показателей этих двух групп.
Сегменты для скоростей передачи до 12 Мбит/с
При проектировании сегментов сети PROFIBUS для скоростей передачи от 3 Мбит/с до 12 Мбит/с необходимо принимать во внимание следующие факторы (табл.6):
· Для подключения устройств сети к сегментам шины могут использоваться только шинные штекеры, пригодные для работы на скорости 12 Мбит/с, или шинный терминал ВТ12М.
· Максимальная длина сегмента не должна превышать 100 м.
· Максимальное количество подключений к шине (узлов, OLM, повтори- телей RS-485 и т.д.) на один сегмент равно 32.
· Для подключения программатора или ПК в ответвлении допускается использовать лишь соединительный кабель для SIMATIC S5/S7 (12 Мбит/с, заказной номер 6ES7901-4BD00-0XA0).
Если несколько шинных штекеров находятся близко друг от друга (длина кабеля между двумя соседними штекерами меньше 1 метра), когда, например, несколько ведомых устройств находятся в одном шкафу, то следует избегать одновременного отключения нескольких шинных штекеров на длительное вре- мя. Отсоединение нескольких шинных штекеров не обязательно приводит к ошибкам, но может существенно снизить помехоустойчивость сегмента.
Источник: В.В.Зимин, Промышленные сети