Der aktuelle Trend in Der Fabrikautomatisierung geht zum Ersatz traditioneller Regelungsverfahren, in denen jedes Gerät seine eigene Steuerverdrahtung hat, durch Bussysteme, die eine Reihe von Geräten über das gleiche Kabel verbinden。Ein Vorteil von Busnetzwerken bestht darin, dass sie weit weniger Kabel und Leitungen benötigen，嗯Geräte an Steuerungen anzuschließen。Eines der beliebtesten und gängigsten基金会现场总线。
Prinzipieller Aufbau eines现场总线系统
现场总线基金会冯赫斯特伦集团Geräten für自动检测系统，传感器和自动检测系统。Der Foundation现场总线umfast zwei unterschiedliche Protokolle, um unterschiedliche Anforderungen inhalb Der Fabrikautomatisierung zu erfüllen。我死在那颗坚果上，不知道它在哪里，也不知道它在哪里。
Das erste Protokoll ist H1, operiert bei 31,25 kb/s und wigemeinen mit Feldgeräten verbunden - Sensoren, Aktuatoren, Ventile, Kontrollleuchten, Eingang/Ausgangsgeräte usw。- und ermöglicht die Zwei-Wege - kommunikation zwischen Geräten und einem Steuergerät。H1 stellt sowohl Kommunikation als auch Spannung über ein Zweileitersystem bereit。Abgeschirmte, verdrillte werden empfohlen标准，嗯Störungen durch Rauschen im Netzwerk zu verringern。
Das zweite Protokoll ist Das HSE-Protokoll(高速以太网)。Es arbeitet mit 100 MBit/s und verindet üblicherweise Hochgeschwindigkeitssteuerungen wie SPS, mehere H1-Teilsysteme (über ein linked Device)， Datenserver和工作站。diesel Anwendungsbericht behandelt schwerpunktmäßig das H1-Protokoll。
Netzwerkaufbau
网络网络最好的是在一个大的网络网络上，在一个大的网络网络上。Über die Koppler können die Geräte und die Steuerung an das Hauptkabel bzw。die Hauptverbindungsleitung angeschlossen werden。在der Regel werden die kürzeren Kabel zwischen Abzweigdosen和Geräten als Abzweigleitungen bezeichnet。
Über Abzweigdosen können einzelne oder mehere Geräte an die Hauptverbindungsleitung angeschlossen werden。Wenn jedes Gerät eine eigene Abzweigdose帽，野生die拓扑Linientopologie bezeichnet。Wenn mehere Geräte an die gleiche Abzweigdose angeschlossen sind, bird die Anordnung üblicherweise als Stern- oder Baumtopologie bezeichnet。我häufigsten在阿比尔顿的地理位置和拓扑结构上的信德先生1。
Obwohl es定理möglich ist, die Hauptverbindungsleitung direkt von Gerät zu Gerät zu verlegen, ohne Abzweigdosen zu verwenden, rät die Foundation hiervon ab. Diese Topologie (als Daisy Chain bezeichnet) erfordert eine Unterbrechung der Hauptverbindungsleitung, wenein Gerät im Netzwerk entferent oder hinzugefügt wund。
Die feldbus - technology legt der Größe eines Netzwerks bestimmte Beschränkungen auf。Die maximale Länge aller Kabel in einer Hauptverbindungsleitung und ihren Abzweigleitungen zusammen genome ist 1900 m pro Segment (etwa 6250 FT) pro Abschnitt。Wenn eine größere Länge erforderlich ist, kann ein Segment mithilife eines Repeaters hinzugefügt werden。Ein Repeater野生anstelle eines Geräts eingefügt, durch ihn sind jedoch weitere 1900 m Kabel möglich。Ein Netzwerk kann bis zu vier Repeater für eine Gesamtlänge von 9500 m verwenden。
Zur Beachtung: die Abschirmung ist nur an einem Punkt im gesamten System and den Schutzleiter anzuschließen。Erdung der Abschirmung an mehren Stellen kann Streuspannungen und -ströme in der Abschirmung induzieren, die die Datenkommunikation stören können。
Die maximale Anzahl angeschlossener Feldbusgeräte pro Segment ist 32。
Wie Beispiel 1 zeigt, wid eine dc - versannungsversorgung benötigt，嗯die DC-Versorgungsspannung oder Vorspannung bereitzustellen。Würde die DC-Spannungsversorgung direkt an die Hauptverbindungsleitung angeschlossen, würde sie einen Kurzschluss für die AC-Signale erzeeugen。Daher muss ein Netzwerk eine Feldbus-konforme Spannungsversorgung enthalten。死于DC-Quelle sowie eine spezielle Filteranordnung。Das Filter lässt Gleichstrom mit minimalen Verlusten durch, bildet jedoch eine hohe Impedanz für Das Wechselstromsignal, Das von der Netzwerkseite kommt。
我们的信是不信的Übertragungsleitung，在我们的信里，我们的信是不信的。达赫的小手笔和小手笔für我们的小手笔。机械臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂臂，gewöhnlich 100±20 Ω。Da das Netzwerk ebenfalls eine DC-Versorgungsspannung überträgt, müssen die Abschlusswiderstände einen Vorschaltkondensator haben, um zu verhindern, dass Gleichstrom dorthin fly ßt。
Grundlagen der diagnosis
Bestimmte grundlegende诊断和问题beseitigungsverfahren können an einem现场总线n1 - netzwerk mit einem Fluke ScopeMeter durc雷竞技apphgeführt werden。我是福尔根登阿施尼特werden wir die Grundlagen einiger dieser Verfahren behandeln。Weitere Details finden Sie inden dedizierten Anwendungshinweisen:Verwendung eines 雷竞技appFluke-ScopeMeter 125 zur Fehlersuche在现场总线-安拉根．
Erkennung von Reflexionen
Sogenannte Reflexionen在einem Netzwerk beeinflussen die Kommunikation。我的folgenden Beispiel野生eine反射für ein Netzwerk erklärt, das einem Ende kurzgeschlossen ist。Es ist jedoch witchtig, zu verstehen, dass jede Anomalie, einschließlich von Kurzschlüssen und unzureichender Busabschlüsse, Reflexionen erzeugt。
Überlegen wir，是geschieht, wenn eine Stufenspannung einem Ende eines langen Kabels angelegt wir, bei dem das andere Ende kurzgeschlossen ist。Zunächst天使般美丽的天使，美丽的天使，美丽的天使和美丽的天使。“艺术与艺术之神”是卡贝尔最杰出的作品。Bei Kabeln, die in现场总线a1 - netzwerken verwendet werden, ist diese Geschwindigkeit ettwa zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit in einem vacuum: 2/3 × 3 × 108 m/s = 2 × 108 m/s oder etwa 660 × 106 ft/s。
在德国，ändert sich der Spannungspegel plötzlich auf 0。Diese Änderung kann als Stufenspannung entgegengesetzter Polarität, zurück zu 0, betrachtet werden, da an einem Kurzschluss keine Spannung anliegen kann。祖传西班牙语的时代和玩笑的anderen Stelle entlang der leittung immer noch der ursprünglich angelegte西班牙语。
Als Nächstes geht diese neue Stufenspannung entgegengesetzter Polarität zurück zur Spannungsquelle。Erst wenn sie den Hin- und Rückweg zurückgelegt hat (reflektiert worden ist)，奇怪的Kurzschluss am anderen Ende auf der Einspeiseseite sichtbar。这是我最好的时代。Die genaue Zeit hängt von der Länge des Kabels ab. Die Laufzeit in einer Richtung ist Die Kabellänge geteilt durch Die Geschwindigkeit des Signals。
Die Zeit, Die Die Stufenspannung braucht，嗯über eine Hauptverbindungsleitung maximaler Länge und zurück zu gehen, ist daher 2 x 9,5µs = 19µs。
Wie erwähnt, arbeitet ein H1 Feldbusnetzwerk mit einer Geschwindigkeit von 31,25 kb/s，是einer Taktrate von 32 μs entspricht。Wenn也eine Kabelanomalie vorliegt, kann man Reflexionen von impulse erwarten, die um bis zu 19 μs verzögert sind。死亡tatsächliche反思的时代abhängig内心的冲动和Anomalität。
Während ein vollständiger Kurzschluss eine反射光振幅hervorruft, erzeugt jede Unterbrechung oder abwechung von der homogenen Beschaffenheit der leiteine反射光。模幅反射hängt von der Art der Anomalie ab。
嗯，eine einwandfreie Netzwerkkommunikation zu erhalten, müssen反射炮和Kabel einwandfrei abgeschlossen werden。恩斯祖wiederholen:恩斯万德freier Busabschluss erfordert einen einzigen abschlussweiderstand am Ende jedes hauptkabel格斯。
Codierung
Beim Fieldbus werden digitale Daten mittels Manchester-Codierung übertragen。die heißt, dass eine digitale 1 als ansteigende Flanke in der Mitte eines Taktzyklus (Bitmitte) übertragen wd, während eine digitale 0 als abfallende Flanke übertragen wd。diesel code didiermechanmus hat verschiedene Vorteile gegenüber der Übertragung direkter binärer Daten。在那个地方，在那个地方，在那个地方，在那个地方ermöglicht(3)。
我们的福尔特惠斯特，德国的冲动，德国的冲动，德国的冲动vollständigen德国的冲动，während德国的冲动ursprüngliche德国的冲动vollständige德国的冲动。在Beispiel 2中，这是一个很好的例子。Eine echte Kurvenformaufzeichnung eines Datenpakets zeigt Beispiel 4，在der die DC-Vorspannung herausgefiltert worden ist。
Elektrische Signalerzeugung
Würde man das Kabel an einer beliebigen Stelle entlang der Hauptverbindungsleitung öffnen und auf die zwei Leiter zugreifen, könnte man zwei Kabelabschnitte sehen, die in entgegengesetzter Richtung vom Zugangspunkt weg gehen。Elektrisch gesehen wären diese beiden Abschnitte parallel geschaltet。不受影响的，比伯根，斯特尔，恩特朗，雷东斯特，达尔，格莱希，不受影响的，不受影响的平行geschalteten, Kabelabschnitte。Daher beträgt die Impedanz, die man an jeder Abzweigdose findet, 50 Ω oder die Hälfte des wellenwiderstand des Kabels。
作为总线信号的野生电三色的erzeugt, indem man einen差分与茨威勒-总线系统和legt。Dadurch wid eine Differenzspannung von 800 oder 900 mVpp (wobei“pp”für“Peak-to-Peak”，den Spitzenwert steht) am Bus erzeugt。信号信号，信号信号Feldbusgerät erzeugt。Laut现场总线- spezifikationen müssen Geräte in der Lage sein, ein Ausgangssignal mit einer Amplitude von mindestens 750 mVpp zu erzeeugen。
Idealerweise wäre dies dann auch die振幅des信号，das Feldbusgeräte empfangen。Da im Netzwerk jedoch Signaldämpfung auftritt, hat ein einghenendes信号gewöhnlich eine niedrigere振幅。现场总线- spezifikationen verlangen, dass ein Gerät auch bei einem Eingangssignal von nur 150 mVpp einwandfrei weiterarbeitet。温模振幅1.000 mVpp übersteigt, deutet dies gewöhnlich einen Netzwerkfehler an, z. B. einen fehlenden abschlussweiderstand。
Anomalien
Wenn an einer Stelle im Netzwerk in zusätzliches Gerät mit niedriger Impedanz an den Bus angeschlossen ist, ist die Gesamtimpedanz and der Abzweigdose niedriger, da die zusätzliche最后一个平行zur Kabelimpedanz geschaltet ist。Eine niedriigere Busimpedanz bedeutet自动匹配Eine kleinere振幅Bussignale。Da Bussignale mehr oder weniger zufällige冲动信德，zeigt sich eine solche zusätzliche最后的als Lücke in der Übertragungsleitung und verursacht Reflexionen der ursprünglichen冲动，wo die最后hinzugefügt wurde。Diese Reflexionen führen zur Verzerrung der Wellenform des impulse, die wiederum zur falschen Signalerkennung führen kann。
奇怪的Beispiel在dritter abschlusswederstand angeschlossen，下沉die Gesamtnetzwerkimpedanz和die信号振幅auf drei Drittel der Nennwerte。柴油信号führt有动力的信号，有动力的信号。Erfahrungen im Feld zeigen, dass eine der häufigsten Fehlerquellen in industriellen Netzwerken durch Abzweig zu weniger oder zu vieler Netzwerkabschlusswiderstände entsteht。
“基金会现场总线”是Warenzeichen der现场总线基金会