สรุปก่อน
เริ่มจากงานจริง: ส่งข้อมูล DP ไปยังอุปกรณ์ระยะไกล
สถานีมาสเตอร์ภายในตู้ควบคุมต้องสื่อสารกับไดรฟ์หรือ I/O แบบกระจายที่อยู่ระยะไกล สายทองแดงยาวอาจผ่านใกล้มอเตอร์หรือผ่านอาคารต่าง ๆ คุณสามารถประเมินการใช้รีพีตเตอร์ใยแก้วนำแสง Profibus-DP ได้ อุปกรณ์นี้รับสัญญาณไฟฟ้า DP ที่ปลายใกล้ ส่งผ่านใยแก้วนำแสงไปยังปลายไกล แล้วสร้างกลับเป็นสัญญาณบนสายที่อุปกรณ์รับได้ สิ่งที่เปลี่ยนคือสื่อส่งสัญญาณ ไม่ใช่ความหมายของคำสั่งควบคุม
อุปกรณ์นี้ไม่ใช่โมเด็มใยแก้วนำแสงสำหรับบรอดแบนด์ภายในบ้าน และไม่ใช่สวิตช์ Ethernet ทั่วไป อุปกรณ์ DP เครื่องมือวัด RS485 ทั่วไป และเครือข่าย PROFINET มีเงื่อนไขการสื่อสารต่างกัน จึงนำมาผสมกันเพียงเพราะขั้วต่อหรือชื่อดูคล้ายกันไม่ได้ ก่อนใช้งาน ให้ยืนยันก่อนว่าการสื่อสารที่เชื่อมต่อเป็น PROFIBUS-DP รุ่น อัตราเป้าหมาย และบทบาทอุปกรณ์ที่ตรงกันจริง จากนั้นตรวจสอบเอกสารของตัวแปลง
ในเครือข่าย DP โปรโตคอลและสัญญาณไฟฟ้ามีบทบาทแยกกัน
PROFIBUS-DP เป็นวิธีการสื่อสารแบบฟิลด์บัส เซกเมนต์สายทองแดงทั่วไปใช้การส่งสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล RS485 คำว่าดิฟเฟอเรนเชียลหมายถึงตัวรับจะเปรียบเทียบความต่างศักย์ระหว่างสายคู่เป็นหลัก ส่วนที่อยู่ ข้อมูลวินิจฉัย และข้อมูลกระบวนการจัดระเบียบโดยโปรโตคอลบัส เงื่อนไขทางไฟฟ้า RS485 ที่คล้ายกันไม่ได้หมายความว่าโมเด็มออปติคัลแบบอนุกรมทุกชนิดจะตรงตามอัตราและข้อกำหนดด้านเวลาของ DP
ในกรณีมาสเตอร์เดี่ยวที่พบทั่วไป มาสเตอร์จะแลกเปลี่ยนข้อมูลกับสเลฟตามกำหนดการสื่อสาร เมื่อมีหลายมาสเตอร์ สิทธิ์ในการส่งข้อมูลต้องเป็นไปตามกลไกบัสที่เกี่ยวข้องด้วย รีพีตเตอร์ออปติคัลไม่ได้กลายเป็นมาสเตอร์ตัวใหม่เพียงเพราะเชื่อมต่อเข้ากับเครือข่าย และไม่ได้มีหน้าที่แก้ไขพารามิเตอร์อุปกรณ์ที่ผิด ที่อยู่ซ้ำ หรือการสื่อสารที่เข้ากันไม่ได้ให้ถูกต้อง ภาพในบทความนี้ใช้กรณีมาสเตอร์เดี่ยวเป็นตัวอย่างอย่างง่าย
สัญญาณไฟฟ้ากลายเป็นแสง แล้วกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ปลายไกลได้อย่างไร
วงจรรับสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลที่ปลายใกล้ตรวจจับอินพุตจากสายทองแดง วงจรภายในสำหรับจัดการทิศทางและรูปแบบสัญญาณจะประมวลผลตามการออกแบบอุปกรณ์ แล้วขับตัวส่งแสง แสงเดินทางผ่านแกนใยแก้วที่เหมาะสม ตัวตรวจจับที่ปลายไกลเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงของแสงที่มาถึงเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นวงจรประมวลผลเพื่อกู้คืนสัญญาณและวงจรขับ RS485 จะสร้างเอาต์พุตสำหรับเซกเมนต์สายทองแดง DP กระแสไฟฟ้าไม่ได้ไหลผ่านแก้ว สิ่งที่ส่งผ่านคือข้อมูลที่สอดคล้องกัน
อุปกรณ์อาจใช้การเข้ารหัส การตรวจจับทิศทาง หรือการประมวลผลเพื่อส่งต่อที่ต่างกัน จึงสรุปไม่ได้ว่าไม่มีการประมวลผลภายในเพียงเพราะเรียกว่าการส่งผ่านแบบโปร่งใส ภาพขยายอธิบายเฉพาะกระบวนการทางกายภาพทั่วไป ไม่ใช่ภาพถอดแยกอุปกรณ์จริงของ Feichang การตอบกลับต้องมีเส้นทางย้อนกลับที่สอดคล้องกันด้วย แบบใยแก้วคู่มักเชื่อมตัวส่งเข้ากับตัวรับฝั่งตรงข้าม ส่วนแบบใยแก้วเส้นเดียวสองทิศทางต้องจับคู่ตามการกำหนดค่าทางแสงที่เกี่ยวข้อง
ใยแก้วนำแสงช่วยปรับปรุงช่วงกลาง แต่ไม่ได้เพิ่มอัตรา DP โดยอัตโนมัติ
แกนใยแก้วไม่อาศัยเส้นทางนำไฟฟ้าในการส่งข้อมูล จึงเหมาะสำหรับลดการคัปปลิงทางแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงกลางและเส้นทางนำไฟฟ้าข้ามพื้นที่ อย่างไรก็ตาม สายทองแดงสั้นที่ปลายทั้งสอง แหล่งจ่ายไฟ ตัวเรือน และส่วนประกอบโลหะของสายใยแก้วนำแสงยังคงอยู่ในพื้นที่ติดตั้งและต้องจัดการแยกกัน ไม่สามารถนำคุณสมบัติของสื่อมาอ้างว่าอุปกรณ์ทั้งเครื่องป้องกันฟ้าผ่าได้อย่างสมบูรณ์ ไม่มีข้อมูลสูญหายในทุกสภาพแวดล้อม หรือทุกพอร์ตมีการแยกทางไฟฟ้าแล้ว
การสื่อสาร DP ยังคงทำงานด้วยอัตราที่ตั้งไว้ สายที่ยาวขึ้นมีเวลาแพร่กระจายสัญญาณ รีพีตเตอร์ก็มีเวลาประมวลผล การตอบสนองของอุปกรณ์ปลายทางและการจัดตารางเครือข่ายยังใช้เวลาในรอบด้วย แบนด์วิดท์ใยแก้วนำแสงที่สูงขึ้นไม่ได้หมายความว่ามาสเตอร์จะรีเฟรชเร็วขึ้นเสมอไป ควรตรวจสอบพารามิเตอร์ด้านเวลาให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของระบบควบคุมและผลิตภัณฑ์ ไม่สามารถเพิ่มเพียงจำนวนกิโลเมตรโดยละเลยเงื่อนไขการรอได้
เซกเมนต์ทางไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองมีขอบเขตของตนเอง และต้องตรวจสอบการเข้าปลายสายแยกกัน
ใยแก้วนำแสงเชื่อมต่อเซกเมนต์สายทองแดง แต่ไม่ได้ยกเลิกข้อกำหนดการเดินสายของแต่ละเซกเมนต์ ให้ระบุปลายทางกายภาพทั้งสอง โหนด และสาขาของเซกเมนต์นั้น แล้วตรวจสอบการเข้าปลายสายและไฟเลี้ยง การเข้าปลายสาย PROFIBUS-DP โดยทั่วไปประกอบด้วยเครือข่ายตัวต้านทานไบอัสและตัวต้านทานแมตชิง จึงไม่เหมาะที่จะคัดลอกค่าตัวต้านทานเดี่ยวจาก RS485 ทั่วไปมาใช้ และต้องไม่เปิดการเข้าปลายสายที่ทุกโหนด
ขั้วต่อบางชนิดจะตัดสายขาออกด้วยเมื่อเปิดการเข้าปลายสาย หากต่อสายเข้าผิดช่อง อาจทำให้อุปกรณ์ถูกแยกออกจากเครือข่าย ระหว่างบำรุงรักษาอุปกรณ์ปลายทาง ให้ยืนยันด้วยว่าไฟเลี้ยงวงจรเข้าปลายสายดับไปด้วยหรือไม่เมื่ออุปกรณ์ไม่มีไฟ ต้องตรวจสอบการเข้าปลายสายในตัว การเข้าปลายสายภายนอก และสวิตช์ที่ขั้วต่อทีละรายการตามคู่มือ เพื่อหลีกเลี่ยงการติดตั้งซ้ำซ้อนหรือตกหล่น
เลือกโทโพโลยีแบบจุดต่อจุด แบบโซ่ แบบดาว และแบบวงแหวนแยกตามกรณี
แบบจุดต่อจุดเหมาะสำหรับขยายระหว่างสองเซกเมนต์ แบบโซ่หลายโหนดต้องมีพอร์ตออปติคัลขาขึ้นและขาลงที่สอดคล้องกัน แบบดาวต้องใช้การกระจายสัญญาณแสงแบบแอ็กทีฟหรืออุปกรณ์หลายทิศทางที่เข้ากันได้ ไม่สามารถเชื่อมรวมใยแก้วหลายเส้นเข้าด้วยกันเพื่อรวมการสื่อสารได้ จำนวนพอร์ตจริงและกลไกการส่งต่อเป็นตัวกำหนดโทโพโลยี การมีพอร์ตออปติคัลบนตัวเรือนไม่ได้หมายความว่าสามารถต่อเป็นโครงสร้างใดก็ได้ตามต้องการ
การต่อปิดเป็นวงแหวนยังต้องมีโหมดสำรองที่รองรับอย่างชัดเจนและอุปกรณ์ที่เข้ากันได้ วงแหวนทางกายภาพไม่ได้ทนต่อความขัดข้องโดยอัตโนมัติ และไม่สามารถนำ Ethernet STP หรือการตั้งค่าโมดูลออปติคัลจากผู้ผลิตรายอื่นมาใช้โดยตรง ความแตกต่างระหว่างบัสคู่ พอร์ตไฟฟ้าสองพอร์ต และพอร์ตออปติคัลสองพอร์ตอธิบายไว้ในบทความแยกของชุดนี้ อย่าเข้าใจผิดว่าจำนวนพอร์ตหมายถึงความซ้ำซ้อนสำรองของระบบควบคุมทั้งหมด
รุ่นช่องสัญญาณเดียวและรุ่นวงแหวนของ Feichang: ตรวจสอบรายละเอียดแยกกัน
เอกสารผลิตภัณฑ์ช่องสัญญาณเดียว Feichang 788 ระบุการสื่อสาร DP หนึ่งช่อง ตัวเลือกเวอร์ชันทางแสง และหมายเหตุการปรับอัตราที่เกี่ยวข้อง ส่วน 1171 FC2P-P1G ระบุเส้นทางแสงสองเส้น โทโพโลยีแบบโซ่ และแบบวงแหวนสำรอง ทั้งสองใช้สำหรับขยาย DP ผ่านใยแก้วนำแสงตามที่รองรับ แต่ต้องไม่สับสนระหว่างการใช้งานแบบทางแสงเดียวกับสองทางแสง การกำหนดค่าเมื่อสั่งซื้อ และชุดอุปกรณ์ที่เข้ากันได้
เว็บไซต์ทางการระบุหมายเหตุการรองรับอัตราตั้งแต่ 9.6 kbit/s ถึง 12 Mbit/s ฟังก์ชันเฉพาะต้องยืนยันตามรุ่นที่ส่งมอบ ข้อความเรื่องแหล่งจ่ายไฟและอุณหภูมิในส่วนต่าง ๆ ของหน้าเว็บไม่สอดคล้องกันทั้งหมด เมื่อขอใบเสนอราคา ควรขอข้อมูลป้ายประจำเครื่อง ข้อมูลจำเพาะ และเอกสารการเดินสายที่ชัดเจนสำหรับคำสั่งซื้อปัจจุบัน อย่าเลือกใช้ช่วงค่าสูงสุดด้วยตนเอง และอย่าถือว่าค่าเวลากู้คืนเป็นมิลลิวินาทีแบบตายตัวจากบทความเก่าเป็นคำรับรองที่ไม่มีเงื่อนไข
การกำหนดค่าทางแสงขึ้นอยู่กับการจับคู่และกำลังแสง ไม่ใช่แค่เสียบอินเทอร์เฟซเข้ากันได้หรือไม่
ใยแก้วนำแสงแบบซิงเกิลโหมด มัลติโหมด และใยนำแสงพลาสติกต้องใช้ส่วนประกอบทางแสงต่างกัน จึงใช้แทนกันไม่ได้เพียงเพราะรูปแบบขั้วต่อเหมือนกัน แบบใยเส้นเดียวหรือใยคู่ ความยาวคลื่น หน้าสัมผัสปลายสาย และช่วงกำลังส่งและรับต้องตรงกันทั้งหมด พอร์ตออปติคัล Ethernet ทั่วไปกับพอร์ตส่งสัญญาณเฉพาะสำหรับ DP ก็ไม่สามารถเชื่อมต่อกันโดยตรงได้เพียงเพราะโมดูลดูคล้ายกัน
สายมีการสูญเสีย ขั้วต่อ จุดเชื่อม การโค้งงอ และสิ่งปนเปื้อนล้วนส่งผลต่อมาร์จิน ให้ประเมินงบประมาณกำลังแสงจากข้อกำหนดการส่งและรับที่เกี่ยวข้องและการสูญเสียในสาย จากนั้นวัดเส้นทางแสงที่จะใช้งานจริง กำลังแสงรับที่สูงเกินไปก็อาจเกินช่วงที่รองรับได้เช่นกัน เมื่อทดสอบรุ่นระยะไกลด้วยใยแก้วสั้น ให้ตรวจสอบภาวะกำลังแสงเกินก่อนด้วย ใช้เครื่องมือตรวจสอบอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมเพื่อตรวจหน้าสัมผัสปลายสาย ห้ามมองเข้าไปในพอร์ตออปติคัลโดยตรง
ทดสอบลิงก์สั้นบนโต๊ะก่อน แล้วจึงเชื่อมต่อสายใยแก้วนำแสงจริงในพื้นที่ติดตั้ง
ยืนยันก่อนว่าระบบสายทองแดงเดิมที่ใช้เป็นค่าฐานสามารถสื่อสารได้ บันทึกการกำหนดค่ามาสเตอร์ พารามิเตอร์สเลฟ และข้อมูลที่ทราบว่าปกติ เพิ่มอุปกรณ์ออปติคัล DP คู่เดียวกันพร้อมใยแก้วสั้นที่เหมาะสม คงการตั้งค่ามาสเตอร์และการเข้าปลายสายไว้ ตรวจสอบข้อมูลและการวินิจฉัยทั้งสองทิศทาง เมื่อผ่านแล้วจึงเชื่อมต่อสายใยแก้วนำแสงจริง บันทึกสภาพเส้นทางแสง ข้อผิดพลาด และรอบการสื่อสาร เปลี่ยนเพียงเงื่อนไขเดียวในแต่ละขั้นตอน
หากใยแก้วสั้นก็ใช้งานไม่ได้ ให้ตรวจสอบรุ่นและโหมดอัตรา พอร์ตสายทองแดง แหล่งจ่ายไฟ และการจับคู่ทางแสงก่อน หากทิศทางหนึ่งทำงานปกติ ให้ตรวจสอบการตอบสนองและเส้นทางย้อนกลับ อย่ารีบสรุปว่าสายใยแก้วนำแสงยาวเสีย ไฟแสดงสถานะที่ติดยืนยันได้เพียงสถานะบางส่วน ต้องตรวจสอบการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบวนรอบ อินพุตและเอาต์พุตจริง และข้อมูลวินิจฉัยแยกกัน
การตรวจรับพิจารณาการทำงานต่อเนื่องและการกู้คืนหลังเกิดความผิดปกติ
ใช้จำนวนอุปกรณ์และภาระงานที่เป็นตัวแทนของการใช้งานจริงเพื่อสังเกตรอบการสื่อสาร การลองส่งซ้ำ และข้อมูลวินิจฉัย ไม่ควรทดสอบเพียงสายสั้นที่ไม่มีภาระงาน ภายในช่วงเวลาบำรุงรักษาที่อนุญาต ให้ตรวจสอบการตัดการเชื่อมต่อ การเริ่มอุปกรณ์ปลายทางใหม่ และการกู้คืน แยกสามขั้นตอนออกจากกัน ได้แก่ การเชื่อมต่อเส้นทางแสงกลับคืน การเริ่มแลกเปลี่ยนข้อมูล DP อีกครั้ง และการอัปเดตการแสดงผลของแอปพลิเคชัน การทำงานควบคุมต้องมีสัญญาณป้อนกลับยืนยันแยกต่างหากด้วย ไม่สามารถอนุมานว่าคำสั่งทำงานเสร็จแล้วจากการที่การสื่อสารกลับคืนมา
เมื่อส่งมอบ ควรมีข้อมูลรุ่นที่สั่งซื้อ การกำหนดค่า DP ตารางการเข้าปลายสายของเซกเมนต์สายทองแดง หมายเลขเส้นทางแสง การติดตั้งแหล่งจ่ายไฟ บันทึกค่าฐาน และวิธีจัดการความผิดปกติ จำนวนการต่อพ่วงสูงสุด เวลากู้คืน หรือยี่ห้อที่เข้ากันได้ซึ่งไม่มีหลักฐานผลิตภัณฑ์ชัดเจน ควรระบุว่าต้องตรวจสอบเพิ่มเติม การขยายด้วยใยแก้วนำแสงจะพิสูจน์ได้ว่าเหมาะกับงานจริงนี้ ก็ต่อเมื่อผู้ใช้งานในภายหลังสามารถทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนข้อมูลตามปกติซ้ำได้และระบุตำแหน่งขัดข้องทีละเซกเมนต์ได้
หมายเหตุเกี่ยวกับเอกสาร: ภาพเป็นแผนภาพกลไกทั่วไปและผ่านการตรวจสอบทางเทคนิคแล้ว รูปลักษณ์ของรุ่นที่ระบุอ้างอิงจากภาพถ่ายบนเว็บไซต์ทางการ ภาพตัดและส่วนประกอบอื่น ๆ ไม่ได้แสดงวงจรภายในของผลิตภัณฑ์จริงของ Feichang ภาพเหล่านี้ไม่ใช่รูปคลื่นที่วัดได้หรือพื้นที่โครงการจริง การเดินสายและแหล่งจ่ายไฟให้ยึดตามคู่มือที่ส่งมอบ
เอกสารสำหรับตรวจสอบ: โมเด็มออปติคัล Profibus-DP ช่องสัญญาณเดียวของ Feichang 788
โมเด็มออปติคัล DP แบบวงแหวน Feichang FC2P-P1G 1171
คู่มือการออกแบบ PROFIBUS ของ PI
หมายเหตุการเข้าปลายสายและการเชื่อมต่อ PROFIBUS ของ PI
ประเภทใยแก้วนำแสงและอินเทอร์เฟซ PROFIBUS ของ PI
งบประมาณการสูญเสียของลิงก์ออปติคัลของ FOA
แปลจากบทความทางเทคนิคภาษาจีน ต้นฉบับเผยแพร่ครั้งแรก: 2021-04-13 ต้นฉบับแก้ไขล่าสุด: 2026-10-13T10:45:04+08:00 อ่านต้นฉบับภาษาจีน
