Multimetrové měření poruch PROFIBUS
V nepřítomnosti ručního zařízení a osciloskopu lze k provedení některých základních testů, jako jsou testy kabelu PROFIBUS, konektoru sběrnice a testy impedance smyčky, použít multimetr. Tyto testy neposkytují 100% přesné hodnoty, ale poskytují hrubou indikaci. Tato měření musí také splňovat následující předpoklady:
(1) V celém segmentu musí být použity stejné komponenty (PROFIBUS kabel a zástrčka), komponenty PROFIBUS by neměly být připojeny a kabel PROFIBUS musí být odpojen. Zda je kabel odpojen, lze zjistit měřením napětí mezi stíněním a dvěma datovými linkami.
(2) Všechny terminátory musí být odpojeny. Pokud jsou v tomto systému trvale připojené komponenty PROFIBUS, jako jsou opakovače, měly by být odpojeny. Každý segment se musí měřit samostatně.
Měření pomocí multimetru může detekovat a lokalizovat následující chyby:
● Jednoduše „převrácené“ datové linky
● Přerušení jedné ze dvou datových linek
●Ukončení stínění kabelu
●Zkrat mezi dvěma datovými linkami
●Zkrat mezi datovými linkami a stíněním kabelu
1) Měřící smyčka impedance
Impedance smyčky je určena měřením impedance mezi dvěma žilami kabelu PROFIBUS. Impedance žilových vodičů závisí na konstrukci kabelu a je také závislá na teplotě. Konkrétní impedance kabelu se obvykle udává v ohmech na km při dané teplotě. Odpovídá impedanci smyčky 1 km dlouhého kabelu PROFIBUS. Typické hodnoty pro kabel PROFIBUS RS 485 typu A mají impedanci smyčky 110ohm/km při 20ºC. U speciálních kabelů, např. vysoce flexibilních kabelů, se však tato hodnota může lišit. Když teplota vzroste o 1ºC, zvýší se impedance kabelu o 0,4%. Měření impedance kabelové smyčky je poměrně jednoduché.
Na jednom konci kabelu PROFIBUS musíte zkratovat (nebo přemostit) datové jádro A a datové jádro B. Poté na druhém konci kabelu změřte impedanci smyčky mezi dvěma žilami. Specifický odpor smyčky (ohm/km) použitého kabelu naleznete v datovém listu výrobce kabelu PROFIBUS. U krátkých kabelů (méně než 50 m) může být impedance smyčky 0. Pomocí této specifické impedance smyčky lze vyhodnotit délku segmentu kabelu:
Délka (km)=naměřená impedance smyčky (ohmy) / specifická impedance smyčky (ohm/km):
Impedanci kabelové smyčky lze také vyhodnotit ze znalosti délky kabelu:
Impedance smyčky, Rloop (ohmy)=délka kabelu (km) x specifická impedance smyčky (ohm/km)
2) Testování PROFIBUS kabelů a sběrnicových konektorů
Před zahájením testu musí být všechny stanice odpojeny od kabelu a všechny terminátory musí být vypnuty nebo odpojeny. Na každém segmentu PROFIBUS by mělo být provedeno pět kroků popsaných níže. Krok 1 kontroluje, zda je kabel bez napětí z napájecího terminátoru; Krok 2 kontroluje zkraty mezi dráty kabelu; pro kroky 3 a 4 zaveďte zkrat mezi vybranými kolíky v prvním konektoru a proveďte tato měření na každém ze zbývajících konektorů. Pokud se zjistí, že zkrat zavedený v jednom z konektorů selže, znamená to, že kabel je špatný nebo nesprávně připojený. Kroky 1 až 4 musí být při měření kabelu provedeny ve správném pořadí, aby bylo možné dostatečně zkontrolovat, zda kabel není zapojen nesprávně. Krok 5 se používá ke kontrole délky tohoto kabelu zavedením zkratu mezi vodiče A a B na konektoru 1 a měřením impedance smyčky na posledním konektoru.
● Krok 1
Pomocí rozsahu nízkého stejnosměrného napětí na multimetru zkontrolujte, zda je napětí mezi stíněním a kolíky A a B konektoru 0. Pokud je nalezeno nějaké napětí, pak buď tento kabel není odpojen od všech zařízení, nebo je stále zapojen do napájeného terminátoru.
● Krok 2
Změřte impedanci mezi kolíky konektoru na každém konektoru. Pokud je naměřená impedance nekonečná (neúspěšná), došlo ke zkratu nebo zakončovacímu odporu. Aby bylo možné provést měření, musí být vyhodnocena impedance kabelové smyčky Rloop. To lze provést, jak bylo popsáno výše. Může být obtížné najít zkrat na kabelu PROFIBUS, protože porucha pouze jednoho konektoru způsobí zkrat celého kabelu. Řešením je oddělit části kabelu, dokud zkrat nezmizí. Je však třeba dávat pozor: zakončovací odpor, ke kterému se přistupuje, vnese mezi vodiče A a B impedanci 220 Ω. Zakončovací odpor musí být připojen ke kabelu. Krok 3 lze provést pouze v případě, že nebyl nalezen žádný zkrat a všechny terminátory jsou odpojeny.
● Krok 3
Mezi pinem 8 (vedení A) a stíněním v 1. konektoru testovaného segmentu musí být zaveden zkrat. V 1. konektoru je zkrat ukončen zavedením spojky z pinu 8 do stínění. Tato měření se pak provádějí na každém druhém konektoru.
●Krok 4
Měření musí být provedeno zavedením zkratu mezi pin 3 (vedení B) a stínění na 1. konektoru testovaného segmentu. Zkrat je dokončen zavedením spojky z pinu 3 do stínění v 1. konektoru. Poté proveďte tato měření na každém druhém konektoru.
●Krok 5
Změřte impedanci kabelové smyčky zavedením zkratu mezi kolík 3 (vedení B) a kolík 8 (vedení A) během měření. Zkrat je proveden zavedením propojení mezi kolíky 3 a 8 v 1. konektoru. Impedance smyčky se pak měří mezi pinem 3 (linka B) a pinem 8 (linka A) na posledním konektoru.
