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PROFIBUS-DPの二重バスと2つの光ポートの違い

閲覧数: 85 +1FCTELEによるオリジナル記事著者:FCTELE技術チーム
概要

光ポートが2つあれば、独立したPROFIBUS-DPバスが2系統あるという意味ですか?

いいえ。2つの光ポートは、チェーン構成や対応する冗長トポロジーで、1つの通信サービスを2方向に接続するためのものかもしれません。一方、2つの電気ポートは銅線セグメントの分割に使われる場合があり、独立した2つのDPネットワークには、チャネルおよびシステムによる明示的な対応が必要です。通信サービスと物理経路を分けて図示し、共通の電源やケーブルに起因する障害を特定したうえで、継続動作の対象とする具体的な障害を試験してください。ポート数だけでは、コントローラー、端末、システム全体の冗長性は確認できません。

3つの仕組みと検証の適用範囲信号の流れを追い、実際のサービスを検証する

01通信サービス数と方向数を分けて数える

Count services separately from directionsOne DP service can enter a node with two optical directions without becoming two independent communication domains.DP nodeOne DP serviceDirection 1Direction 2Two optical paths ≠ two independent buses

1つのDP通信サービスが2つの光方向でノードに接続されても、独立した2つの通信ドメインになるわけではありません。

02残存する経路だけを使用する

Use only the surviving pathA supported ring may reach a target through other nodes after one section breaks; the broken section carries no service.N0N2N1Broken spanSurviving route only in a supported mode

対応するリング構成では、1区間が断線しても他のノードを経由して対象に到達できる場合があります。断線区間では通信できません。

03再接続と新しいデータを区別する

Separate reconnection from fresh dataA restored link must be followed by valid DP exchange and a newly matched application update.Last valueNew / valid?Check response matching, time and status

リンクの復旧後には、有効なDP通信と、それに新たに対応するアプリケーション更新を確認する必要があります。

スワイプして3つの図を比較 →

概念を説明するための図であり、実測波形、設置配線図、特定製品の内部構成を示すものではありません。
  • 通信サービス数と方向数を分けて数える

    各通信サービスに名称を付け、実際の光方向をそれぞれ明記してください。

  • 残存する経路だけを使用する

    指定した通信断と、要求・応答の両方の復旧を試験してください。

  • 再接続と新しいデータを区別する

    アラーム、タイムアウト、および対象から最初に得られた有効な新しいデータを記録してください。

選定・検証チェックリスト確認項目と関連ガイドを展開する
対象サービスと実際の運用条件に関する確認事項
確認項目確認する内容検証方法
通信サービス数と方向数を分けて数える1つのDP通信サービスが2つの光方向でノードに接続されても、独立した2つの通信ドメインになるわけではありません。各通信サービスに名称を付け、実際の光方向をそれぞれ明記してください。
残存する経路だけを使用する対応するリング構成では、1区間が断線しても他のノードを経由して対象に到達できる場合があります。断線区間では通信できません。指定した通信断と、要求・応答の両方の復旧を試験してください。
再接続と新しいデータを区別するリンクの復旧後には、有効なDP通信と、それに新たに対応するアプリケーション更新を確認する必要があります。アラーム、タイムアウト、および対象から最初に得られた有効な新しいデータを記録してください。

まず結論から

まず「二重」が指す対象を確認する:インターフェース、回線、それともシステム全体か

機器が二重バスまたは二重経路を備えると説明されている場合、最初に確認すべきなのは、それが2つの銅線ポート、独立した2つのDP通信サービス、2つの光方向、または2つの制御システムのどれを意味するかです。いずれも回線が2本あるように見える場合がありますが、実際の役割と対応できる障害の範囲は異なります。そのため、「二重」という言葉だけから、マスター、スレーブ、電源、リンクのすべてが冗長化されていると判断することはできません。

調達要件では、マスター、スレーブ、銅線セグメント、光セグメントを図示し、それぞれが同じ通信サービスの延長なのか、独立したシステムなのかを明記する必要があります。光ケーブルの1区間の断線、機器の電源喪失、コントローラー障害など、対処したい障害を列挙し、対象モデルがどの種類に対応するかを確認してください。これは、光ポート数だけを比較するよりも実用的な意味があります。

2つの電気ポートは、同じ論理ネットワークを分割するだけの場合がある

リピーターや絶縁機器は、2つの電気ポートを使って2つの銅線ネットワークセグメントを接続できます。電気的には、それぞれに固有の受信、駆動、基準電位の条件がありますが、論理的には同じDP通信ドメインに属している場合があります。インターフェースが1つ増えたからといって、独立した第2のマスターシステムが自動的に構成されるわけではなく、両側のすべてのパラメーターを自由に異ならせてよいという意味でもありません。

各セグメントについて、ノード負荷、終端、電源、配線を個別に確認する必要があります。機器が具体的にどのようにデータを転送するか、独立したチャネルを備えているかは、マニュアルによります。ポートの電気的絶縁が解決するのは導電的な接続関係の一部であり、独立した通信サービス、プロトコルルーティング、コントローラーの冗長化は別の層の機能です。これらの機能を相互に代用することはできません。

2つの光ポートは通常、光の接続方向に対応し、用途はモードによって決まる

2つの光経路は、上り/下りのチェーン延長、経路のバックアップ、または対応するリングネットワーク構成に使用できます。各光経路には送信方向と受信方向が含まれる場合もあるため、光ファイバー2心をそのまま独立した2つのネットワークと数えることはできません。1心双方向方式と2心送受信方式にも、それぞれ固有の光学的条件があります。ポート数、ファイバー心数、通信チャネル数は分けて記述する必要があります。

飛暢科技のFC2P-P1Gの公開情報には、1つのDP通信サービスと2つの光インターフェース、およびチェーン、スター、冗長リングネットワークでの用途が記載されており、DP光トポロジーの役割を確認する際の参考になります。ただし、これを、このモデルが独立した2つのDPバスを伝送できる証拠とすることはできません。実際に発注するバージョン、モード、互換機器を確認する必要があり、旧記事の「二重バス」というタイトルから機能を推定することはできません。

2つの電気ポートによるセグメント分割、独立した2つの通信サービス、2つの光方向の違い
図1 | 一般的な原理図。FC2P-P1Gの外観参考図は公式サイトに対応しています。単一のDPインターフェースに2つの光経路があっても、独立した2つの通信サービスがある証明にはなりません。この一般図は、モデルのモード説明に代わるものではありません。 クリックして拡大画像を表示

独立した2つの通信サービスにはエンドツーエンドの対応が必要

実際の要件がDPネットワークAとネットワークBの独立した伝送である場合、チャネル、マスター設定、スレーブインターフェース、遠端での復旧をすべて明確にする必要があります。機器にインターフェースが2つあるだけでは、2つの通信ドメインを独立性を保ったまま同じ光経路上に多重化できる証明にはなりません。接続前に、対応する機能とマッピングの説明が必要です。

目的が制御システムの冗長化であれば、コントローラー、アプリケーション、端末、切替の協調動作も関係し、2つの光ポートを持つリピーターに交換するだけでは実現できません。異なるシステムの冗長化規則を混同してはいけません。一般的な解説図に描かれた2つのネットワークは、独立した関係を説明するだけであり、飛暢科技のいずれかのモデルがその組み合わせにすでに対応していることを意味しません。

冗長光経路には障害検出と転送処理の能力が必要

リングを閉じることは、物理回線がループを形成していることを示すだけです。不適切な繰り返し伝搬を防ぎ、障害時に残存経路を使用するには、機器に互換性のある検出・転送機構が必要です。設定や実装はメーカーによって異なる場合があります。PROFIBUSの光リングに、Ethernetのポートブロッキング、STP、または他のバスのパラメーターをそのまま適用することはできません。

設計では、伝搬時間、リピーターの処理時間、DP通信サービスの待ち時間条件も考慮する必要があり、リング復旧表示だけに頼ることはできません。2本の回線を同じ損傷しやすい配管内に敷設したり、2つの電源ポートを同じ障害のある電源から給電したりすることも、共通障害点を生みます。冗長性はインターフェース数の同義語ではなく、実際に対応する障害の範囲をトポロジーと施工に反映させる必要があります。

光ファイバー1本が断線した場合、まず完全に利用可能な経路が残っているか確認する

3つのノードが冗長光リングを形成しているとします。N0はマスターの接続点、N1は対象スレーブの接続点、N2は反対側にあります。N0とN1の間の光経路が断線し、機器の仕組みが許容する場合、問い合わせはN0からN2を経てN1へ進み、応答は対応する逆経路で戻ることができます。これは単一障害の論理例にすぎず、特定機器の固定ルーティングアルゴリズムではありません。

断線区間は、通信を伝送できるものとして描いてはいけません。ノード自体が電源を失った場合、そのローカル機器もオフラインになる可能性があります。また、複数の光ファイバー断線により孤立領域が生じる場合もあります。これらはケーブル1本の断線とは異なる状況です。この例の残存経路から、どのような障害でも通信が途切れないと拡大解釈することはできず、根拠のない固定復旧時間を記載してはいけません。

光ファイバー1本の断線後、残る2区間を経由して完全な応答が戻る論理例
図2 | 一般的な原理図。利用可能な経路のみを説明しています。具体的な冗長化機構は、互換性のある機器構成によって異なります。断線箇所では通信は流れず、電源喪失と複数障害は別途受入試験が必要です。固定の復旧時間は示していません。 クリックして拡大画像を表示

光側の組み合わせ、銅線側の終端、電源の条件は、引き続き項目ごとに満たす必要がある

各光リンクのファイバー種別、波長、1心または2心モード、インターフェース端面、損失を確認する必要があります。コネクターの外観だけを根拠に、同じリング内で異なるバージョンを混在させることはできません。銅線ネットワークセグメントでは、引き続き基準電位と終端を正しく扱う必要があります。冗長光経路があるからといって、分岐を任意に延長したり、終端を重複して有効にしたりすることはできません。

製品について公表されている電源、環境条件、アラーム機能は、対応する出荷構成にのみ適用されます。ウェブページの記載に不一致がある場合は、供給元に確認してください。ポート絶縁、サージ保護、光ファイバーの非導電性、システム全体の保護はそれぞれ異なる条件であり、1つの仕様をすべての障害シナリオに一般化することはできません。

受入試験では、リンク復旧、DP通信復旧、新しいデータを区別する

まず通常のトポロジーで通信周期、診断情報、実データを記録し、その後、許可された時間帯に指定した1つのリンクを切断して、アラーム、残存接続性、完全なDP通信を観察してください。元の回線を復旧した後は、通常状態に戻る際の動作も確認します。切断だけを試験し、復旧を試験しないということはできません。

アプリケーションでは、最後に有効だったデータと、新たに通信で取得したデータを区別する必要があります。リンク表示灯が再点灯しても、値が更新されたことを意味しません。復旧過程、通信タイムアウト、対象の負荷を記録し、プロジェクトの要件を満たすか判断してください。読み取りの受入試験と動作制御の受入試験は別であり、再接続だけでは制御が正しく実行されたことを証明できません。

納入文書には、曖昧な自己修復の主張ではなく、対応する障害を明記する

文書には、マスター/スレーブの役割、銅線経路と光経路、モード、構成バージョン、電源、経路の共通点を残す必要があります。試験表では、単一光経路の障害、ノードの電源喪失、その他の許可された障害を個別に記録し、1件の成功結果をすべての試験の代わりにしてはいけません。インターフェース写真は外観確認用にすぎず、論理配線図はピン構造図ではありません。

2つの電気ポートはセグメント分割に、2つの光方向はトポロジーへの適応に使用され、独立した通信サービスやシステム冗長化には追加の根拠が必要です。これらの層を明確に説明し、対象障害時の実際の通信動作を実証すれば、顧客は選択した構成がどこで実用的か、どの問題には別の対策が必要かを判断できます。

資料に関する注記:図は一般的な機構を示すもので、技術的な確認を行っています。表記されたモデルの外観は公式サイトの写真を参照しており、その他の断面図や部品は、飛暢科技の実製品の内部回路を表すものではありません。実測波形や実際のプロジェクト現場を示すものでもありません。配線と電源については、納入時のマニュアルに従ってください。

確認資料:飛暢科技FC2P-P1Gリング型DP光トランシーバー 1171
飛暢科技Profibus-DP光トランシーバーの製品カテゴリー
PI PROFIBUS設計ガイド
PI PROFIBUS終端および接続手順
FOA光リンク損失バジェット

中国語の技術記事から翻訳。原文初公開:2021-06-09。原文最終改訂:2026-10-13T10:45:04+08:00。 中国語の原文を読む

実務上のよくある質問

二重バスの調達図面には何を明記すべきですか?

マスター、スレーブインターフェース、銅線セグメント、光経路、および通信サービスが独立しているか共有されているかを示してください。そのうえで対応対象の障害を明記し、インターフェース数がチャネルの独立性や制御システムの冗長性と誤解されないようにします。

光ファイバー1本の断線試験で、ノードの電源喪失にも対応できると証明できますか?

いいえ。ノードの電源が切れると、そのノードのローカル通信サービスや転送経路が失われる場合があります。一方、区間の断線では、他のノードへの給電は維持されます。これらを別々の障害ケースとして記録し、実際のトポロジーと対応する仕組みを確認してください。

光リンク表示灯が復旧しても、古いプロセス値が残るのはなぜですか?

光リンクは、DP通信やアプリケーション更新の再開より先に復旧する場合があり、表示器には以前の値が残ることがあります。表示灯だけで合格とせず、更新時刻、有効性、対象機器における既知の変化を確認してください。

出典と適用範囲

これらの補足は一般的な仕組みを説明するものです。対応機能、接続の詳細、受入判定基準は、実際の機器、ソフトウェア、運用条件に合わせて検証する必要があります。図は測定結果や認証の証拠ではありません。

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