آموزش PROFIBUS-قسمت ششم
4- آشنایی با نویز و روش‌های مقابله با آن
نویز در صنعت یکی از عوامل ایجاد اختشاش در سیستم می‌باشد. آنچه از نویز در این بخش بررسی می‌شود، نویزهای الکتریکی است که می‌توانند باعث بروز اشکال یا اختلال در شبکه Profibus گردند.
انواع نویزهای الکتریکی:
- نویزهای مغناطیسی: عامل این نویزها، تغییرات شدید جریانی می‌باشد. برخی از تجهزاتی که می‌توانند نویزهای مغناطیسی تولید نمایند عبارتند از موتورها، راکتورها، تجهیزات جوشکاری و …
- نویزهای خازنی: عامل این نویزها، تغییرات شدید ولتاژی می‌باشد. برخی از تجهیزاتی که می‌توانند نویزهای خازنی تولید نمایند عبارتند از درایوها، کوره‌های قوس الکتریکی و …
- نویزهای فرکانس بالا: عامل این نویزها، امواج رادیویی و وسایل بی‌سیم می‌باشند.
در عمل برای کاهش اثر نویز، باید شیلد و فویل کابل را به صورت مناسب زمین نمود. تاثیر شیلد کاهش نویزهای خازنی و تاثیر فویل کاهش نویزهای فرکانس بالا می‌باشد. شیلد باید حداقل از یکطرف زمین شده و فویل باید از دوطرف زمین شود.
روش‌های کاهش اثر نویز
برای کاهش اثر نویز می‌توان از روش‌های زیر استفاده نمود:
- استفاده از کابل مناسب (کابل مجهز به شیلد و فویل): کابل مورد استفاده خصوصا برای شبکه Profibus باید مجهز به شیلد و فویل باشد.
- استفاده از زمین مناسب و انجام اتصالات مناسب به زمین: در صنعت باید از زمین حفاظتی مناسب و ترجیحا Clean Earth به منظور حفاظت تجهزات مختلف استفاده نمود. حتما باید شیلد کابل Profibus را به صورت مناسب زمین نمود.
- کابل‌کشی صحیح: به‌منظور جلوگیری از تاثیر سیگنال‌های مختلف روی یکدیگر، باید کابل‌های قدرت از کابل‌های فرمان و شبکه جدا گردند.
اتصال صحیح شیلد و فویل به زمین:
الف) اتصال از یکطرف:
در این روش می‌توان شیلد و فویل را از یکطرف شبکه زمین نمود. شکل 4-1 این روش را نشان می‌دهد.
شکل 4-1
عیب این روش آنست که نویزهای فرکانس بالا فیلتر نمی‌شوند زیرا فویل از یکطرف زمین شده است.
ب) اتصال از دو طرف
در این روش می‌توان ابتدا و انتهای شیلد و فویل را به زمین متصل نمود. شکل 4-2 این روش را نشان می‌دهد.
شکل 4-2
عیب این روش آنست که اگر زمین‌های دو طرف هم‌پتانسیل نباسند، در شرایط بروز اتصالی ممکن است جریان گردشی در کابل Profibus ایجاد شود.
ج) اتصال از دو طرف و استفاده از زمین شناور
در این روش در یکطرف از زمین شناور که عبارتست از یک خازن که با شیلد به صورت سری قرار می‌گیرد، استفاده می‌شود. به شکل 4-3 توجه فرمایید.
شکل 4-3
در ساختار فوق، زمانی که امواج فرکانس بالا وجود داشته باشند، خازن اتصال کوتاه شده و در نتیجه زمین از دو طرف برقرار می‌باشد. در شرایط عادی خازن مدار باز بوده و شیلد و فویل فقط از یکطرف زمین می‌باشند.
5- اجزای شبکه Profibus DP
اجزای اصلی شبکه Prifibus DP عبارتند از:
- Master: بعنوان رئیس در شبکه محسوب شده و می‌تواند با تعدادی Slave ارتباط برقرار نموده و تبادل دیتا نماید. پورت‌های DP روی PLC و نیز کارت‌های شبکه DP می‌توانند بعنوان Master در شبکه کار نمایند.
- Slave: به معنی زیر دست بوده و یکی از اجزای مهم در شبکه DP است. انواع I/O (ET 200) ها، درایوها، Soft Starterها و … بعنوان تجهیزات Slave محسوب می‌شوند.
- اجزای الکتریکی: این تجهیزات در پیاده‌سازی شبکه DP به روش الکتریکی استفاده شده و شامل تجهیزاتی مانند Reapeter و انواع Couplerها و Gatewayها می‌باشند.
- اجزای نوری: این تجهیزات در پیاده‌سازی شبکه DP به روش نوری استفاده شده و شامل تجهیزاتی مانند OBT و OLM می‌باشند.
در این بخش به بررسی اجزای مختلف DP ارائه شده توسط زیمنس می‌پردازیم.
5-1 انواع Master
Master می‌تواند یکی از موارد زیر باشد:
- PLCهای دارای پورت DP
- PLC با استفاده از کارت شبکه
- PC با استفاده از کارت شبکه
5-1-1 PLCهای دارای پورت DP
امروزه بسیاری از CPUهای زیمنس (در S7-300 و S7-400) دارای پورت DP به‌منظور ارتباط با شبکه صنعتی Profibus DP می‌باشند. با استفاده از این پورت می‌توان از PLC بعنوان Master در شبکه DP استفاده نمود. در شکل 5-1 برخی از CPUهای دارای پورت DP نشان داده شده است.
شکل 5-1
5-1-2 PLC با استفاده از کارت شبکه
با استفاده از کارت شبکه DP نیز می‌توان از یک PLC بعنوان Master در شبکه DP استفاده نمود. این کارت‌ها با عنوان CP شناخته شده و در S7-300 و S7-400 دارای مدل‌های مختلفی می‌باشند. جدول 5-1 کارت‌های مختلف ارائه شده برای شبکه Profibus را نشان می‌دهد.
جدول 5-1
شکل 5-2 دو نمونه CP، مخصوص S7-300 نشان داده شده است. کارت‌هایی که دارای علامت FO هستند، دارای پروت مخصوص اتصال مستقیم به فیبر نوری می‌باشند.
شکل 5-2
توجه: استفاده از PLC بعنوان DP Master Class1 (بعنوان مدیر یا رئیس شبکه) می‌باشد.
5-1-3 PC با استفاده از کارت شبکه
یک PC نیز می‌تواند با استفاده از کارت شبکه (مثلا CP 5611 یا CP 5613) بعنوان Master در شبکه DP استفاده شود. شکل 5-3 چند نمونه کارت شبکه مخصوص نصب در PC را نشان می‌دهد. مدل CP 5613 FO دارای پورت مخصوص اتصال به شبکه فیبر نوری می‌باشد.
الف) CP5611 ب) CP 5614 ج) CP 5613 FO
شکل 5-3
توجه: PC می‌تواند با استفاده از کارت شبکه مناسب، بعنوان DP Master Class1 یا DP Master Class2 مورد استفاده قرار گیرد.
5-2 انواع Slave
در شبکه DP تجهیزات مختلفی بعنوان Slave ارائه شده‌اند که برخی از آنها عبارتند از:
- انواع Remote I/O
- انواع Drive کنترل دور موتور
- انواع Soft Starter
- انواع PID Controller
- انواع Encoder
- و …
علاوه بر این، برخی از تجهیزات از قبیل PLC و PC توانایی کار هم بعنوان Master و هم بعنوان Slave را دارا می‌باشند. اگر PLC بعنوان Slave در شبکه مورد استفاده قرار گیرد، بعنوان I-Slave به‌معنی Slave هوشمند شناخته می‌شود.
5-2-1 Remote I/O
به جرات می‌توان گفت که Remote I/O پرکاربردترین Slave در شبکه DP می‌باشد که با استفاده از آن می‌توان دیتاهای سنسورها و Actuatorها را دریافت و به‌صورت دیتای شبکه DP منتقل نمود. شکل 5-4 نمونه‌ای از کاربرد Remote I/O برای جمع‌آوری سیگنال تجهیزات مختلف را نشان می‌دهد.
شکل 5-4
تاکنون شرکت‌های مختلف از جمله زیمنس اقدام به ارائه Remote I/O نموده‌اند. در شکل 5-5 چند نمونه Remote I/O نشان داده شده است.
الف) Remote I/O ساخت شرکت ICP DAS ب) Remote I/O ساخت شرکت ABB
ج) چند نمونه Remote I/O ساخت شرکت زیمنس
شکل 5-5
