Stecker, Kabel und Schalter
Die Physik der Übertragung
Die physikalische Datenübertragung ist in der PROFIBUS-Norm definiert. Siehe PROFIBUS Schicht 1 (Physical Layer).
Der Einsatzbereich eines Feldbus - Systems wird wesentlich durch die Wahl des Übertragungs- Mediums und der physikalischen Busschnittstelle bestimmt. Neben den Anforderungen an die Übertragungssicherheit sind die Aufwendungen für Beschaffung und Installation des Buskabels von entscheidender Bedeutung. Die PROFIBUS-Norm sieht daher verschiedene Ausprägungen der Übertragungstechnik unter Beibehaltung eines einheitlichen Busprotokolls vor.
Kabelgebundene Übertragung: Diese Version, gemäß dem US-Standard EIA RS-485, wurde als Grundversion für Anwendungen im Bereich der Fertigungstechnik, Gebäudeleittechnik und Antriebstechnik festgelegt. Es wird ein verdrilltes Kupferkabel mit einem Leiterpaar verwendet. Die Abschirmung kann in Abhängigkeit des beabsichtigten Einsatzgebietes (EMV-Gesichtspunkte beachten) entfallen.
Kabelbedingte Störungen
Es stehen zwei Leitungstypen mit unterschiedlichen Höchstleitungslängen zur Verfügung, siehe Tabelle „RS485“. Die Belegung des Steckverbinders und die Verdrahtung ist unten im Bild dargestellt. Beachten Sie die besonderen Anforderungen an das Datenkabel bei Baud-Raten von mehr als 1,5 MBaud. Das richtige Kabel ist Grundvoraussetzung für den störungsfreien Betrieb des Bussystems. Bei der Verwendung eines einfachen 1,5 MBaud-Kabels kann es durch Reflexionen und zu großer Dämpfung zu erstaunlichen Phänomenen kommen. Das kann zum Beispiel sein: eine beliebige Station ist ohne Verbindung und durch Abziehen der benachbarten Station nimmt diese die Verbindung wieder auf. Oder es kommt zu Übertragungsfehlern, wenn ein bestimmtes Bitmuster übertragen wird. Das kann bedeuten, das der PROFIBUS ohne Funktion der Anlage störungsfrei arbeitet und nach dem Hochlauf zufällig Busfehler meldet. Die Reduzierung der Baud-Rate (< 93,75 kBaud) beseitigt das geschilderte Fehlerverhalten.
Führt die Verringerung der Baud-Rate nicht zur Beseitigung des Fehlers, liegt in häufigen Fällen ein Verdrahtungsfehler vor. Die beiden Datenleitungen sind an einem oder mehreren Steckern gedreht oder die Abschlusswiderstände sind nicht eingeschaltet oder an falschen Stellen aktiviert.
 | Vorkonfektionierte Kabel von Beckhoff Mit den vorkonfektionierten Kabeln von Beckhoff vereinfacht sich die Installation erheblich. Verdrahtungsfehler werden vermieden und die Inbetriebnahme führt schneller zum Erfolg. Das Programm umfasst Feldbuskabel, Stromversorgungskabel und Sensorkabel sowie Zubehör wie Abschlusswiderstände und T-Stücke. Ebenso sind jedoch auch Feldkonfektionierbare Stecker und Kabel erhältlich. |
PROFIBUS-Anschluss der Feldbus Box Module
Die M12 Buchse ist invers Codiert und besitzt 5 Kontaktstifte. Stift 1 ist überträgt 5 VDC und Stift 3 GND für den aktiven Abschlusswiderstand. Diese dürfen auf keinen Fall für andere Funktionen missbraucht werden, da dies zu Zerstörung des Gerätes führen kann. Stift 2 und Stift 4 übertragen die Signale des PROFIBUS. Diese dürfen auf keinen Fall getauscht werden, da sonst die Kommunikation gestört ist. Stift 5 überträgt den Schirm der kapazitiv mit der Grundfläche der Feldbus Box verbunden ist.
Pinbelegung PROFIBUS-Buchse
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PROFIBUS-Leitung |
M12 |
D-Sub |
|---|---|---|
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B rot |
Stift 4 |
Stift 3 |
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A grün |
Stift 2 |
Stift 8 |
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RS-485 Übertragungstechnik nach PROFIBUS-Norm | |
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Netzwerk Topologie |
Linearer Bus, aktiver Busabschluss an beiden Enden, Stichleitungen sind möglich |
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Medium |
Abgeschirmtes verdrilltes Kabel, Schirmung darf abhängig von den Umgebungsbedingungen (EMV) entfallen |
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Anzahl der Stationen |
32 Stationen in jedem Segment ohne Repeater. Mit Repeater erweiterbar bis 127 Stationen |
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Max. Bus Länge ohne Repeater |
100 m bei 12 MBit/s |
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Max. Bus Länge mit Repeater |
Durch Leitungsverstärker (Repeater) kann die max. Buslänge bis in den 10 km Bereich vergrößert werden. Die Anzahl der möglichen Repeater ist mindestens 3 und kann je nach Hersteller bis zu 10 betragen |
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Übertragungsgeschwindigkeit |
9,6, 19,2, 93,75, 187,5,500, 1500 KBit/s, bis 12 MBit/s in Stufen einstellbar |
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Steckverbinder |
9-Pin D-Sub-Steckverbinder für IP20 |
Verkabelung für PROFIBUS-DP und PROFIBUS-FMS
| Abschlusswiderstände an den Leitungsenden In Systemen mit mehr als zwei Stationen werden alle Teilnehmer parallel verdrahtet. An den Leitungsenden muss das Buskabel in jedem Fall mit Widerständen abgeschlossen werden, um Reflexionen und damit Übertragungsprobleme zu vermeiden. |
Adressierung
Einstellung der Stationsadressen
Die Adresse bei PROFIBUS ist über die zwei Drehwahlschalter hinter der Klarsichtabdeckung einzustellen. Die Default Einstellung beträt 11. Es sind alle Adressen erlaubt, dabei darf jede Adresse im Netzwerk nur einmal vorkommen. Die Adresse wird im ausgeschalteten Zustand der Feldbus Box (Buskoppler) geändert. Dafür lösen Sie die Abdeckung (nur Feldbus Box), und verändern Sie mit Hilfe eines Schraubendrehers die Schalter auf die gewünscht Position. Dabei ist zu beachten, dass die Schalter richtig einrasten. Die Adressänderung wird aktiv, sobald das Gerät eingeschaltet wird.
Adresse Feldbus Box
Der linke Schalter ist der Zehner Multiplikator und der rechte Schalter der Einer Multiplikator.
Adresse Buskoppler
Der untere Schalter S311 ist der Zehner Multiplikator und der obere Schalter S310 der Einer Multiplikator.
