Analyse von Feldbusnetzen. Messbeispiele mit dem PB-T3

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1 Analyse von Feldbusnetzen Messbeispiele mit dem PB-T3

2 Fehlerbilder Abschlüsse unzureichend versorgt Beide Signalleitungen unterbrochen Eine Signalleitung unterbrochen Abschluss am Teilnehmer 2 (Master) fehlt Abschluss am Teilnehmer 71 (letzter Slave) fehlt Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Teilnehmer 2 (Master) Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Slave 23 Hoher Übergangswiderstand zwischen Teilnehmer 34 und 51 Buskabel für gewählte Baudrate zu lang Busanschaltung selbst hat schlechte Sendespannung Glückwunsch! Ihr Profibus ist in Ordnung!

3 Unser Beispielnetzwerk Master Anmerkung: Die Abschlusswiderstände sind in den Profibussteckernn der Geräte 2 und 71 integriert, die 5-Volt-Spannungsversorgung kommt aus dem jeweiligen Gerät.

4 Abschlusswiderstände unzureichend versorgt Master Anmerkung: Am Beispielnetzwerk wurde der Fehler durch Abziehen des Profibusssteckers am Master provoziert. In industriellen Anlagen ist die uhespannung durch Einfügen des mitgelieferten Profibustrennsteckers am Master zu prüfen. Der Profibustrennstecker trennt die Signalleitungen, nicht aber die Spannungsversorgungsleitungen.

5 Abschlusswiderstände unzureichend versorgt ot: uhespannung zu niedrig, mit Wertangabe Gelb: uhespannung in Ordnung (ca. 1,1 Volt)

6 Abschlusswiderstände unzureichend versorgt uhespannung ca. 0,6 Volt, z.b. wenn ein Widerstand nicht versorgt: Netzwerk kann funktionieren, sporadische Ausfälle möglich uhespannung nahe 0 Volt (zwei unversorgte Widerstände oder ein fehlender und ein unversorgter Widerstand: Profibus wird nicht anlaufen.

7 Abschlusswiderstände unzureichend versorgt uhespannungsmessung am laufenden Netzwerk uhespannung zwischen Telegrammen zu niedrig

8 Beide Signalleitungen unterbrochen Master ??

9 Beide Signalleitungen unterbrochen

10 Eine Signalleitung unterbrochen Master ?

11 Eine Signalleitungen unterbrochen Pegelwechsel vorhanden, aber kein Telegramm dekodierbar

12 Abschluss am Teilnehmer 2 (Master) fehlt Master Anmerkung: Die Abschlusswiderstände sind in den Profibussteckernn der Geräte 2 und 71 integriert, die 5-Volt-Spannungsversorgung kommt aus dem jeweiligen Gerät.

13 Abschluss am Teilnehmer 2 (Master) fehlt

14 Abschluss am Teilnehmer 2 (Master) fehlt eflexionszacken

15 Abschluss am Teilnehmer 71 (letzter Slave) fehlt Master Anmerkung: Die Abschlusswiderstände sind in den Profibussteckernn der Geräte 2 und 71 integriert, die 5-Volt-Spannungsversorgung kommt aus dem jeweiligen Gerät.

16 Abschluss am Teilnehmer 71 (letzter Slave) fehlt Anmerkung: Je näher man mit dem PB-T3 dem Fehlerort (Slave 71) kommt, umso schlechter wird das Gesamtergebnis. Der Pegel des fehlerhaften Teilnehmers (Slave 71) ist dabei möglicherweise stets sehr gut. In der detaillierten Messung von Teilnehmer 2 am Meßort 51 wären ebenfalls eflexionszacken sichtbar.

17 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Teilnehmer 2 (Master) Master

18 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Teilnehmer 2 (Master) Anmerkung: Auch hier gilt: Je näher man sich mit dem PB-T3 dem Fehlerort (Master 2) kommt, umso schlechter wird das Gesamtergebnis. Der Pegel des fehlerhaften Teilnehmers (Master 2) ist dabei möglicherweise stets einer der besseren. Schlechtester Gesamteindruck ist jedoch nicht so eindeutig wie bei fehlendem Abschluß. Bei parasitären Leitwerten / zusätzlichen Abschlüssen sind jedoch i.d.. alle Teilnehmer beeinträchtigt.

19 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Teilnehmer 2 (Master) Signal eher verschliffen und gedämpft kaum eflexionszacken

20 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Slave 23 Master

21 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Slave 23 Anmerkung: Ort des schlechtesten Gesamteindrucks kaum erkennbar

22 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Slave 23 Parasitärer Leitwert kann uhespannung verändern

23 Zusätzlicher Abschluss / parasitärer Leitwert am Slave 23 Fehlerortbestimmung durch sukzessives Abtrennen von Teilnehmern durch Aktivierung der Abschlusswiderstände vom feldseitigen Ende der Busleitung her. Voraussetzung: richtige Verdrahtung bzgl. Ein- und Ausgang am Profibusstecker Kontinuierliche Messung des Pegels des Masters und evtl. des ersten Slaves am Master. Durch Abtrennen der fehlerhaften Profibusverbindung (hier Teilstück zwischen 9 und 23; Abtrennung erfolgt durch Aktivierung des Abschlusses an Teilnehmer 9) steigen die Pegel sprunghaft an.

24 Hoher Übergangswiderstand zwischen Teilnehmer 34 und 51 Master

25 Hoher Übergangswiderstand zwischen Teilnehmer 34 und 51 Anmerkung: Charakteristisch für dieses Messergebnis ist die Spiegelbildlichkeit. Die Teilnehmer, die am einen Ende schlecht sind, sind am anderen gut und umgekehrt. Hierbei haben die jeweils weit vom Messort gelegenen Stationen niedere Qualitätswerte. Der Fehlerort ist am sprunghaften Anstieg / Abfall der Spannung zwischen 34 und 51 gut zu erkennen.

26 Buskabel für gewählte Baudrate zu lang

27 Buskabel für gewählte Baudrate zu lang Anmerkung 1: Die Buslänge von 144 m ist für 12 Mbaud zu lang (100 m sind zulässig). Deshalb fallen die am Master gemessenen Spannungen mit zunehmender Teilnehmerentfernung nach und nach ab. Anmerkung 2:Eine Messung am feldseitigen Ende des Busses (Station 17) ergäbe spiegelbildliche Werte. Anders als beim hohen Übergangswiderstand ist der Übergang von gut nach schlecht jedoch allmählich und nicht markant an einer definierten Stelle.

28 Buskabel für gewählte Baudrate zu lang Anmerkung: Hier erweist sich die Funktionalität aktiver Master des PB-T3 als nützlich. Ohne Umprogrammieren der SPS kann die Gegenprobe bei 1,5 Mbaud erfolgen. 144 m sind für 1,5 Mbaud zulässig und entsprechend steigen die Qualitätswerte aller Teilnehmer auf akzeptable Werte an.

29 Busanschaltung selbst hat schlechte Sendespannung Messort A Messort B Messort C Anmerkung: Probleme in den Slavegeräten / Profibusanschaltungen selbst sind im Vergleich zu Verdrahtungsproblemen eher selten. Im Meßbild erkennt man sie daran, dass sich das Meßergebnis nicht merklich mit dem Messort verändert und der betroffene Teilnehmer stets den niederen Qualitätswert aufweist.

30 Glückwunsch! Ihr Profibus ist in Ordnung!

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