Jak měřit poruchy PROFIBUS pomocí multimetru
V nepřítomnosti ručních zařízení a osciloskopů můžete použít multimetr k provedení některých základních testů, jako je testování PROFIBUS kabelů, sběrnicových konektorů a impedance smyčky. Tyto testy nemohou poskytnout 100 procent přesná čísla, ale mohou poskytnout hrubou indikaci. Tato měření musí zároveň splňovat následující předpoklady:
(1) V celém segmentu musí být použity stejné díly (PROFIBUS kabely a zástrčky), PROFIBUS díly by neměly být spojovány a PROFIBUS kabely musí být odpojeny. Zda byl kabel odpojen, můžete zjistit změřením napětí mezi stíněním a dvěma datovými vodiči.
(2) Všechny terminátory musí být odpojeny. Pokud jsou v systému trvale připojené komponenty PROFIBUS, jako jsou opakovače, měly by být tyto komponenty odpojeny. Každý segment se musí měřit samostatně.
Použití multimetru k měření může najít a lokalizovat následující chyby:
●Jednoduchý datový řádek "inverze"
●Jedna ze dvou datových linek je přerušena
●Svorka stínění kabelu
●Zkrat mezi dvěma datovými linkami
●Zkrat mezi datovým vedením a stíněním kabelu
1) Stanovení impedance smyčky
Impedance smyčky je určena měřením impedance mezi dvěma žilami kabelu PROFIBUS. Impedance jádra závisí na konstrukci kabelu a je také závislá na teplotě. Specifická impedance kabelu se obvykle udává v ohmech na km (ohmech) při dané teplotě. Je ekvivalentní impedanci smyčky 1 km dlouhého kabelu PROFIBUS. Typické hodnoty pro kabel PROFIBUS RS 485 typu A jsou 110 ohm/km impedance smyčky při 20ºC. U speciálních kabelů, např. vysoce flexibilních kabelů, však mohou být možné odchylky od této hodnoty. Když teplota vzroste o 1ºC, zvýší se impedance kabelu o 0,4 procenta. Měření impedance kabelové smyčky je poměrně jednoduché.
Na jednom konci kabelu PROFIBUS musí být datové jádro A a datové jádro B zkratovány (nebo přemostěny). Poté na druhém konci kabelu změřte impedanci smyčky mezi dvěma žilami. V datovém listu výrobce kabelu PROFIBUS vyhledejte specifický odpor smyčky (ohm/km) použitého kabelu. U krátkých kabelů (méně než 50 m) může být impedance smyčky nulová. Pomocí této specifické impedance smyčky lze odhadnout délku tohoto segmentu kabelu:
Délka (km)=naměřená impedance smyčky (ohmy) / specifická impedance smyčky (ohm/km):
Impedanci kabelové smyčky lze také odhadnout ze znalosti délky kabelu:
Impedance smyčky, Rloop (ohmy)=délka kabelu (km) x specifická impedance smyčky (ohm/km)
2) Otestujte kabely PROFIBUS a konektory sběrnice
Před zahájením testu musí být všechny stanice odpojeny od kabelu a všechny terminátory musí být uzavřeny nebo odpojeny. Pět níže popsaných kroků by mělo být provedeno na každém segmentu PROFIBUS. Krok 1 zkontrolujte, zda je kabel bez napětí z terminátoru napájecího zdroje; Krok 2 zkontrolujte zkraty mezi dráty kabelu; pro kroky 3 a 4 zaveďte zkrat mezi vybrané kolíky v 1. konektoru a proveďte tato měření na každém ze zbývajících konektorů. Pokud zkrat zavedený na konektoru selže, znamená to, že kabel je špatný nebo nesprávně připojený. Kroky 1 až 4 musí být provedeny ve správném pořadí při měření kabelu, aby se dostatečně zkontrolovaly chyby, ve kterých kabel není veden. Krok 5 je zkontrolovat tuto délku kabelu zavedením zkratu mezi vodiče A a B na prvním konektoru a měřením impedance smyčky na posledním konektoru.
●Krok 1
Pomocí rozsahu nízkého stejnosměrného napětí na multimetru zkontrolujte, zda je mezi stíněním a kolíky A a B konektoru napětí 0. Pokud je zjištěno nějaké napětí, kabel buď není odpojen od všech zařízení, nebo je stále napájen terminátor.
●Krok 2
Impedance se měří mezi kolíky konektoru na každém konektoru. Pokud je měřená impedance nekonečná (fail), pak je zapojen zkrat nebo zakončovací odpor. Pro měření je třeba vyhodnotit impedanci Rloop kabelové smyčky. To lze provést, jak bylo popsáno dříve. Lokalizace zkratu na kabelu PROFIBUS může být obtížná, protože chyba pouze jednoho konektoru způsobí zkrat celého kabelu. Jedním z řešení je izolovat části kabelu, dokud zkrat nezmizí. Je však třeba poznamenat, že připojený zakončovací odpor vnese mezi vedení A a vedení B impedanci 220 Ω. Pokračujte krokem 3, pouze pokud nebyly nalezeny žádné zkraty a všechny terminátory jsou odpojené.
●Krok 3
Během testu musí být mezi kolíkem 8 (vodič A) na prvním konektoru testovaného segmentu a stíněním zaveden zkrat. V 1. konektoru zaveďte propojení z kolíku 8 na stínění, aby se dokončil zkrat. Tato měření se pak provádějí na každém druhém konektoru.
●Krok 4
Pro měření musí být mezi pin 3 (vodič B) na 1. konektoru testovaného segmentu a stínění zaveden zkrat. V 1. konektoru zaveďte propojení z kolíku 3 na stínění, aby se dokončil zkrat. Tato měření se pak provádějí na každém druhém konektoru.
●Krok 5
Impedance kabelové smyčky se měří zavedením zkratu mezi kolík 3 (vodič B) a kolík 8 (vodič A) během měření. Zkrat je proveden zavedením spojky mezi kolíky 3 a 8 v prvním konektoru. Poté změřte impedanci smyčky mezi kolíkem 3 (vodič B) a kolíkem 8 (vodič A) na posledním konektoru.
