Misurazione con multimetro dei guasti del Profibus
In assenza di un dispositivo portatile e di un oscilloscopio, è possibile utilizzare un multimetro per eseguire alcuni test principali come i test sul cavo Profibus, sul connettore bus e sull'impedenza del circuito. Questi test non forniscono valori accurati al 100%, ma forniscono un'indicazione approssimativa. Inoltre, queste misurazioni devono soddisfare i seguenti prerequisiti:
(1) In tutto il segmento devono essere utilizzati gli stessi componenti (cavo e connettore Profibus), i componenti Profibus non devono essere collegati e il cavo Profibus deve essere scollegato. È possibile determinare se il cavo è scollegato misurando la tensione tra lo schermo e le due linee dati.
(2) Tutti i terminatori devono essere scollegati. Se in questo sistema sono presenti componenti Profibus collegati permanentemente, come p. es. ripetitori, questi devono essere scollegati. Ogni segmento deve essere misurato separatamente.
Le misurazioni con un multimetro possono rilevare e localizzare i seguenti errori:
● Linee dati semplicemente "invertite".
● Interruzione di una delle due linee dati
●Terminazione della schermatura del cavo
●Cortocircuito tra due linee dati
●Cortocircuito tra le linee dati e la schermatura del cavo
1) Misurazione dell'impedenza del circuito
L'impedenza del circuito viene determinata misurando l'impedenza tra i due fili centrali del cavo Profibus. L'impedenza dei conduttori interni dipende dalla struttura del cavo e dipende anche dalla temperatura. L'impedenza specifica del cavo è solitamente specificata in ohm per km ad una determinata temperatura. Corrisponde all'impedenza del circuito di un cavo Profibus lungo 1 km. I valori tipici per il cavo Profibus RS 485 di tipo A hanno un'impedenza del circuito di 110ohm/km a 20ºC. Tuttavia per cavi speciali, ad es. cavi altamente flessibili, questo valore può discostarsi. All'aumentare della temperatura di 1ºC, l'impedenza del cavo aumenta dello 0,4%. Misurare l'impedenza del circuito del cavo è relativamente semplice.
A un'estremità del cavo Profibus è necessario cortocircuitare (o collegare a ponte) il nucleo dati A e il nucleo dati B. Quindi, all'altra estremità del cavo, misurare l'impedenza del circuito tra i due nuclei. Controllare la scheda tecnica del produttore del cavo Profibus per la specifica resistenza del circuito (ohm/km) del cavo utilizzato. Per cavi corti (meno di 50 m), l'impedenza del loop può essere 0. Utilizzando questa specifica impedenza del loop, è possibile valutare la lunghezza del segmento di cavo:
Lunghezza (km)=impedenza del circuito misurata (ohm) / impedenza specifica del circuito (ohm/km):
L'impedenza del circuito del cavo può essere valutata anche in base alla lunghezza del cavo:
Impedenza del circuito, Rloop (ohm)=lunghezza del cavo (km) x impedenza specifica del circuito (ohm/km)
2) Test dei cavi e dei connettori bus Profibus
Prima di iniziare il test, tutte le stazioni devono essere scollegate dal cavo e tutti i terminatori devono essere spenti o scollegati. I cinque passaggi descritti di seguito devono essere completati su ciascun segmento Profibus. La fase 1 verifica che il cavo sia privo di tensione dal terminatore di alimentazione; Il passaggio 2 verifica la presenza di cortocircuiti tra i fili del cavo; per i passaggi 3 e 4, introdurre cortocircuiti tra i pin selezionati nel primo connettore ed eseguire queste misurazioni su ciascuno dei connettori rimanenti. Se si riscontra che il cortocircuito introdotto in uno dei connettori non funziona, ciò indica che il cavo è difettoso o collegato in modo errato. I passaggi da 1 a 4 devono essere eseguiti nell'ordine corretto nella misurazione del cavo per verificare adeguatamente che il cavo non sia cablato in modo errato. Il passaggio 5 viene utilizzato per verificare la lunghezza di questo cavo introducendo un cortocircuito tra i fili A e B sul connettore 1 e misurando l'impedenza del circuito sull'ultimo connettore.
● Passaggio 1
Utilizzando l'intervallo di bassa tensione CC sul multimetro, verificare che la tensione tra la schermatura e i pin A e B del connettore sia 0. Se viene rilevata tensione, il cavo non è scollegato da tutte le apparecchiature oppure è ancora collegato a un terminatore alimentato.
● Passaggio 2
Misurare l'impedenza tra i pin del connettore su ciascun connettore. Se l'impedenza misurata è infinita (guastata), è presente un cortocircuito o un resistore di terminazione. Per effettuare la misurazione, è necessario valutare l'impedenza del loop del cavo Rloop. Questa operazione può essere eseguita come descritto in precedenza. Può essere difficile individuare un cortocircuito su un cavo Profibus, poiché un guasto in un solo connettore metterebbe in cortocircuito l'intero cavo. Una soluzione è dissociare le parti del cavo finché il cortocircuito non scompare. Bisogna però fare attenzione: la resistenza di terminazione a cui si accede introduce un'impedenza di 220 Ω tra i fili A e B. La resistenza di terminazione deve essere collegata al cavo. Il passaggio 3 può essere eseguito solo se non viene rilevato alcun cortocircuito e tutti i terminatori sono scollegati.
● Passaggio 3
È necessario introdurre un cortocircuito tra il pin 8 (linea A) e lo schermo del 1° connettore del segmento in prova. Nel 1° connettore il cortocircuito si completa introducendo un collegamento dal pin 8 allo schermo. Queste misurazioni vengono quindi eseguite su ogni altro connettore.
●Passaggio 4
Le misure devono essere effettuate introducendo un cortocircuito tra il pin 3 (linea B) e lo schermo del 1° connettore del segmento in prova. Il cortocircuito si completa introducendo un collegamento dal pin 3 allo schermo del 1° connettore. Quindi, esegui queste misurazioni su ogni altro connettore.
●Passaggio 5
Misurare l'impedenza del circuito del cavo introducendo un cortocircuito tra il pin 3 (linea B) e il pin 8 (linea A) durante la misurazione. Il cortocircuito si ottiene introducendo un collegamento tra il pin 3 e il pin 8 nel 1° connettore. L'impedenza del circuito viene quindi misurata tra il pin 3 (linea B) e il pin 8 (linea A) sull'ultimo connettore.
