Multimetermeting van PROFIBUS-fouten
Bij afwezigheid van een handapparaat en een oscilloscoop kan een multimeter worden gebruikt om enkele principetests uit te voeren, zoals PROFIBUS-kabel-, busconnector- en lusimpedantietests. Deze tests leveren geen 100% nauwkeurige waarden op, maar geven een ruwe indicatie. Bovendien moeten deze metingen aan de volgende voorwaarden voldoen:
(1) In het hele segment moeten dezelfde componenten (PROFIBUS-kabel en stekker) worden gebruikt, PROFIBUS-componenten mogen niet worden aangesloten en de PROFIBUS-kabel moet worden losgekoppeld. Door de spanning tussen de afscherming en de twee datalijnen te meten, kan worden vastgesteld of de kabel is losgekoppeld.
(2) Alle terminators moeten worden losgekoppeld. Als er in dit systeem permanent PROFIBUS-componenten, zoals repeaters, zijn aangesloten, moeten deze worden losgekoppeld. Elk segment moet afzonderlijk worden gemeten.
Metingen met een multimeter kunnen de volgende fouten detecteren en lokaliseren:
● Eenvoudigweg "omgekeerde" datalijnen
● Onderbreking van een van de twee datalijnen
●Kabelafscherming
●Kortsluiting tussen twee datalijnen
●Kortsluiting tussen de datalijnen en de kabelafscherming
1) Meten van de lusimpedantie
De lusimpedantie wordt bepaald door de impedantie tussen de twee kerndraden van de PROFIBUS-kabel te meten. De impedantie van de kerndraden is afhankelijk van de kabelconstructie en ook temperatuurafhankelijk. De specifieke kabelimpedantie wordt meestal gespecificeerd in ohm per km bij een bepaalde temperatuur. Dit komt overeen met de lusimpedantie van een PROFIBUS-kabel van 1 km lang. Typische waarden voor PROFIBUS RS 485-kabel type A hebben een lusimpedantie van 110ohm/km bij 20ºC. Voor speciale kabels, bijvoorbeeld zeer flexibele kabels, kan van deze waarde worden afgeweken. Naarmate de temperatuur met 1ºC stijgt, neemt de kabelimpedantie met 0,4% toe. Het meten van de kabellusimpedantie is relatief eenvoudig.
Aan het ene uiteinde van de PROFIBUS-kabel moet u datakern A en datakern B kortsluiten (of overbruggen). Vervolgens meet u aan het andere uiteinde van de kabel de lusimpedantie tussen de twee aders. Controleer het gegevensblad van de PROFIBUS-kabelfabrikant voor de specifieke lusweerstand (ohm/km) van de gebruikte kabel. Voor korte kabels (minder dan 50 m) kan de lusimpedantie 0 zijn. Met behulp van deze specifieke lusimpedantie kan de lengte van het kabelsegment worden geëvalueerd:
Lengte (km)=gemeten lusimpedantie (ohm) / specifieke lusimpedantie (ohm/km):
De kabellusimpedantie kan ook worden geëvalueerd op basis van de kennis van de kabellengte:
Lusimpedantie, Rloop (ohm)=kabellengte (km) x specifieke lusimpedantie (ohm/km)
2) Testen van PROFIBUS-kabels en busconnectoren
Voordat u met de test begint, moeten alle stations van de kabel worden losgekoppeld en moeten alle terminators worden uitgeschakeld of losgekoppeld. De vijf hieronder beschreven stappen moeten op elk PROFIBUS-segment worden uitgevoerd. Stap 1 controleert of de kabel spanningsvrij is van de voedingsafsluiting; Stap 2 controleert op kortsluiting tussen de kabeldraden; voor stap 3 en 4 introduceert u kortsluiting tussen geselecteerde pinnen in de eerste connector en voert u deze metingen uit op elk van de overige connectoren. Als blijkt dat de kortsluiting in een van de connectoren uitvalt, is dit een indicatie dat de kabel slecht of verkeerd is aangesloten. Stappen 1 tot en met 4 moeten in de juiste volgorde worden uitgevoerd bij het meten van de kabel om voldoende te kunnen controleren of de kabel niet verkeerd is aangesloten. Stap 5 wordt gebruikt om de lengte van deze kabel te controleren door een kortsluiting aan te brengen tussen de draden A en B op connector 1 en de lusimpedantie op de laatste connector te meten.
● Stap 1
Controleer met behulp van het lage DC-spanningsbereik op de multimeter of de spanning tussen de afscherming en connectorpinnen A en B 0 is. Als er spanning wordt gevonden, is deze kabel niet van alle apparatuur losgekoppeld of is deze nog steeds aangesloten op een aangedreven terminator.
● Stap 2
Meet de impedantie tussen de connectorpinnen op elke connector. Als de gemeten impedantie oneindig is (mislukt), is er sprake van een kortsluiting of een afsluitweerstand. Om de meting te kunnen uitvoeren, moet deze kabellusimpedantie Rloop worden geëvalueerd. Dit kan worden gedaan zoals eerder beschreven. Het kan moeilijk zijn om een kortsluiting op een PROFIBUS-kabel te lokaliseren, omdat een storing in slechts één connector de hele kabel zal kortsluiten. Een oplossing is om de delen van de kabel los te koppelen totdat de kortsluiting verdwijnt. Wees echter voorzichtig: de gebruikte afsluitweerstand introduceert een impedantie van 220 Ω tussen de draden A en B. De afsluitweerstand moet op de kabel worden aangesloten. Stap 3 kan alleen worden uitgevoerd als er geen kortsluiting wordt gevonden en alle terminators zijn losgekoppeld.
● Stap 3
Er moet een kortsluiting worden aangebracht tussen pin 8 (lijn A) en de afscherming in de 1e connector van het te testen segment. In de 1e connector wordt de kortsluiting gecompleteerd door een link van pin 8 naar de afscherming aan te brengen. Deze metingen worden vervolgens op elke andere connector uitgevoerd.
●Stap 4
Metingen moeten worden uitgevoerd door kortsluiting aan te brengen tussen pin 3 (lijn B) en de afscherming op de 1e connector van het te testen segment. De kortsluiting wordt gecompleteerd door een link aan te brengen van pin 3 naar de afscherming in de 1e connector. Voer deze metingen vervolgens uit op elke andere connector.
●Stap 5
Meet de impedantie van de kabellus door tijdens de meting kortsluiting te veroorzaken tussen pin 3 (lijn B) en pin 8 (lijn A). De kortsluiting wordt bewerkstelligd door een verbinding aan te brengen tussen pin 3 en pin 8 in de 1e connector. Vervolgens wordt de lusimpedantie gemeten tussen pin 3 (lijn B) en pin 8 (lijn A) op de laatste connector.
