Статья описывает физический уровень PROFIBUS для DP/FMS на базе RS-485: способ передачи, кадр, проводники, терминаторы и разъёмы. Из неё можно узнать требования к кабелю, ограничения по длине сегмента и особенности подключения на высоких скоростях.
- Для экранированной витой пары в основной версии протокола применяется симметричная передача по стандарту EIA RS-485 (обозначение Н2).
- Передача ведётся полудуплексно с асинхронной синхронизацией, данные идут в одиннадцатиразрядном кадре в NRZ-коде.
- Информация передаётся дифференциальной парой: проводник RxD/TxD-P соответствует положительному напряжению, RxD/TxD-N — нулевому уровню.
- Проводники PROFIBUS иногда называют А и В: А соответствует RxD/TxD-N, В — RxD/TxD-P, сигналы на них противофазны.
- Максимальная длина сегмента зависит от скорости передачи, к сегменту подключается до 32 участников.
- Для подключения к шине по EN 50170 рекомендуется 9-штырьковый штекер; при скорости более 1500 кбит/с нужен штекер с дополнительной индуктивностью.
- EIA RS-485
- NRZ
- RxD/TxD-P
- RxD/TxD-N
- EN 50170
- терминатор
- витая пара
Кому полезно: Инженерам АСУ ТП, проектирующим и обслуживающим сети PROFIBUS DP/FMS.
- Статья Кабельные технологии для промышленных сетей от Belden: спаянная витая пара
- Статья Витая пара. Устройство и типы. Категории. Раскладка и обжатие
Выжимка составлена редакцией сайта с помощью ИИ по тексту статьи.
В основной версии протокола для экранированной витой пары применяется симметричная передача данных по стандарту EIA RS-485 (иногда обозначается как Н2). Проводники шинных сегментов (витая пара) замкнуты с обеих сторон на терминаторы, скручены и экранированы (рис.1)
PROFIBUS использует способ передачи RS-485, базирующийся на полуду-плексной, асинхронной синхронизации. Данные передаются внутри одиннадца-тиразрядного кадра в NRZ-коде (Non Return to Zero).
Значения сигнала (биты) не изменяются во время передачи сигнала
Передача информации в RS-485 производится по дифференциальной парепарофазным сигналом.Передача двоичного значения 1 по проводнику RxD/TxD-P (Receive/Transmit-Data-P) соответствует положительному значению напряжения, в то время как на проводнике RxD/TxD-N (Receive/Transmit — Data-N) при этом будет находиться уровень напряжения, равный нулю. . В литературе иногда проводники PROFIBUS обозначают как А-проводник и В-проводник. При этом А-проводник соответствует RxD/TxD-N, а В — проводник — RxD/TxD-P. Легко заметить, что сигналы на проводниках А и В находятся в противофазе. Состоянию покоя между отдельными телеграммами соответствует сигнал двоичной 1.
В таблице приведена максимально допустимая длина сегмента сети PROFIBUS, которая зависит от скорости передачи. К сегменту может быть подключено до 32 участников.
В таблице приведены параметры кабеля типа А.
Для подключения компонентов (участников) сети к шине в стандарте PROFIBUS EN 50170 рекомендуется 9-штырьковый штекер, На сетевом оборудовании устанавливается разъем с розеточными контак-тами, а шинный кабель имеет разъем со штырьковыми контактами.
Шинные провода с обеих сторон замкнуты на согласованные нагрузки (терминаторы). Благодаря этим сопротивлениям устанавливается безопасный потенциал покоя на проводах, когда участники сети не обмениваются сообщениями (потенциал покоя между телеграммами). Кроме того, терминаторы предотвращают появление отраженных волн, поскольку энергия отраженной волны расходуется на нагрев терминатора. Отраженные волны формируют так называемые стоячие волны, наличие которых приводит к изменению уровня сигнала по длине линии. Шинные нагрузки имеются почти во всех стандартных разъемах PROFIBUS и могут быть активизированы с помощью переключателей.
Рис. 2. Схема шинного штекера для скорости передачи более 1500 кбит/с
Если используется шина со скоростью передачи более 1500 кбит/с, то нужно использовать шинный штекер с дополнительной индуктивностью (рис.2).
Источник: В.В.Зимин.Промышленные сети.
