آموزش PROFIBUS-قسمت سوم

آموزش PROFIBUS-قسمت سوم

2-4 روش‌های پیاده‌سازی ارتباط با R.I/O در شبکه‌ی DP

همانطور که قبلا اشاره شد، شبکه DP پرکاربردترین پروتکل Profibus بوده و از بین کاربردهای مختلف آن، ارتباط با Remote I/O کاربرد بیشتری دارد. به‌منظور پیاده‌سازی شبکه DP با استفاده از Remote I/O معمولا از یکی از دو روش زیر استفاده می‌شود:

الف) استفاده از Remote I/O  در سطح فیلد

ب) استفاده از Remote I/O در پنل کنترل

نکته: Remote I/Oهای ساخت شرکت زیمنس با نام ET200 شناخته شده و دارای انواع مختلفی می‌باشند.

استفاده از Remote I/O  در سطح فیلد

در این روش، Remote I/O در سطح فیلد قرار گرفته و توسط کابل شبکه DP به PLC در پنل کنترل متصل می‌گردد. شکل 2-10 این روش را نشان می‌دهد.

شکل 2-10

حسن این روش کاهش حجم کابل‌کشی و عیب آن وابسته بودن به کابل شبکه است. یعنی اگر کابل شبکه قطع گردد، همه‌ی دیتاها از دست می‌رود. برای از بین بردن این عیب می‌توان شبکه را به صورت ریداندانت پیاده‌سازی نمود. از این روش عمدتا در پروژه‌هایی که از ابتدا در حال نصب و اجرا باشند، استفاده می‌شود.

استفاده از Remote I/O  در پنل کنترل

در این روش، Remote I/O در پنل کنترل در کنار PLC قرار گرفته و از طریق کابل شبکه DP به آن متصل می‌گردد. در این حالت سیم‌کشی سنسورها به روش قدیمی ( 4…20mA) بین فیلد تا کنترل انجام می‌شود. شکل 2-11 این روش را نشان می‌دهد.

شکل 2-11

روش فوق در موارد زیر به کار می‌رود:

1- ارتقاء سیستم‌های قدیمی که قبلا در Plant موجود می‌باشند.

2- جاییکه اطمینان بالای انتقال اطلاعات مد نظر باشد.

3- در DCS ( به دلیل ارزان‌تر بودن کارت‌های Remote I/O نسبت به کارت‌های DCS و نیز عدم وابستگی به سازنده خاص و نیز قابلیت انعطاف این روش)

3- روش‌های انتقال سیگنال در شبکه‌ی Profibus DP

انتقال سیگنال (دیتا) در شبکه Profibus DP به سه روش امکان‌پذیر است:

الف) روش الکتریکی (با استفاده از کابل مسی، مطابق استاندارد RS 485)، متداول‌ترین روش

ب) روش نوری ( با استفاده از فیبر نوری)

ج) بدون سیم (رادیویی – اینفرارد)، کم کاربردترین روش

3-1 انتقال سیگنال به روش الکتریکی

3-1-1  نوع کابل

نوع کابل مورد استفاده مطابق استاندارد EN 50170، کابل مسی نوع A که یک کابل STP (کابل دو رشته بهم تابیده و دارای شیلد) است، می‌باشد. شکل 3-1 این نوع کابل را نشان می‌دهد. اگر از کابل استاندارد استفاده شود، رنگ پوسته آن معمولا بنفش و رنگ سیم‌های درون آن سبز و قرمز می‌باشد.

شکل 3-1

جدول 3-1 برخی از خصوصیات یک کابل نوع A ساخت شرکت ABB را نشان می‌دهد.

جدول 3-1

3-1-2  انواع کانکتور

کانکتورهای RS 485 مورد استفاده به همراه کابل STP، دارای دو نمونه می‌باشند:

الف) کانکتور‌های 9-pin SUB-D

کانکتورهای معمولی RS 485 می‌باشند که دارای IP 20 بوده و برای کاربردهای معمول مناسب هستند. این نوع کانکتورها در صنعت بسیار پرکاربرد می‌باشند. شکل 3-2 چند نمونه از این کانکتورها که ساخت زیمنس می‌باشد، را نشان می‌دهد.

شکل 3-2

شکل 3-3 پورت این نوع کانکتورها و اتصالات داخلی آنرا نشان می‌دهد.

شکل 3-3

لازم به ذکر است که این نوع کانکتور از نوع male بوده و باید به پورت Female که روی کارت شبکه یا برخی از CPU ها موجود است، متصل گردد.

نکته: برخی از کانکتورها، علاوه بر پورت 9-pin SUB-D دارای پورت دیگری می‌باشند که توسط آن می‌توان به PG/PC متصل شد که به آن PG Socket گفته می‌شود.

ساختمان کانکتور 9-pin SUB-D

معمولا این نوع کانکتورها به صورت دوراهه ساخته می‌شوند، یعنی یک کابل می‌تواند وارد کانکتور شده و کابل دیگر از آن خارج شود. بدین‌ترتیب می‌توان اتصال تجهیزات مختلف به یکدیگر را ممکن نمود (توپولوژی باس).

شکل 3-4 ساختمان این نوع کانکتور را نشان می‌دهد. همانطور که در این شکل مشخص است، در کانکتور از حروف A1 B1 و نیز A2 B2 استفاده شده است. A1 B1 دو ترمینال یک کابل و A2 B2 دو ترمینال کابل دیگر می‌باشند. معمولا سیم سبز رنگ به ترمینال A و سیم قرمز به ترمینال B متصل می‌گردد.

در شبکه‌ Profibus به‌منظور جلوگیری از اعوجاج سیگنال و اکو شدن آن در باس، باید ابتدا و انتهای باس توسط یک مقاومت به نام ترمینیتور (Terminator) بسته شود. این مقاومت در شبکه DP یک مقاومت 220 Ω می‌باشد که معمولا در درون کانکتورها جاسازی می‌شود. به‌منظور Off/ON کردن ترمینیتور، یک دکمه‌ی کوچک در کنار یا روی درب کانکتور قرار داده می‌شود که توسط آن می‌توان ترمینیتور را فعال یا غیر فعال نمود.

شکل 3-4

شکل 3-5 یک نمونه کانکتور RS 485 ساخت شرکت ICP DAS و ساختمان آنرا نشان می‌دهد.

شکل 3-5

تاثیر OFF و ON نمودن ترمینیتور در کانکتور RS 485

اگر ترمینیتور درون کانکتور در حالت قطع (OFF) باشد، ارتباط بین ترمینال A1 با A2 و نیز ترمینال B1 با B2 در کانکتور برقرار بوده و در نتیجه می‌توان کابل شبکه را به تحهیزات دیگر نیز متصل نموده و در حقیقت شبکه را توسعه داد. شکل 3-6 این نکته را نشان می‌دهد.

شکل 3-6

اگر ترمینیتور درون کانکتور در حالت وصل (ON) باشد، ارتباط بین ترمینال A1 با A2 و نیز ترمینال B1 با B2 در کانکتور قطع می‌گردد و در حقیقت، مقاومت ترمینیتور در دو سر ترمینال A1 B1 قرار می‌گیرد. از اینرو ارتباط کابلی که به کانکتورهای A2 B2 متصل شده، قطع می‌گردد. شکل 3-7 این نکته را نشان می‌دهد.

شکل 3-7

توجه: اکیدا توصیه می‌شود که در کانکتورهای استفاده شده در باس، ترمینیتور همه‌ی کانکتورها به استثنای کانکتورهای ابتدا و انتها در حالت OFF قرار داده شوند. در غیر اینصورت ارتباط بین تجهیزات متصل به شبکه قطع می‌گردد. به‌منظور جلوگیری از اعوجاج سیگنال، حتما ترمینیتور کانکتورهای ابتدا و انتهای باس در وضیعت ON قرار داده شوند.

شکل 3-8

نکته: در کانکتورها، علامت فلش رو به داخل نشان دهنده‌ی ترمینال‌های A1 B1 است و همانطور که اشاره شد، ترمینیتور روی دو سر این دو ترمینال قرار می‌گیرد. به شکل 3-9 توجه فرمایید.

شکل … ابزار سیم‌لخت‌کن مخصوص پروفی‌باس و شکل 3-10 نیز نحوه‌ی انجام اتصالات در کانکتور 9-pin SUB-D را نشان می‌دهد.

شکل 3-9

الف) ابزار سیم لخت‌کن پروفی‌باس                         ب) انجام اتصالات در کانکتور پروفی‌باس

شکل 3-10