中继器(RP repeater)工作在OSI 的物理层,作为局域网的节点中线,他的作用是放大信号,补偿信号衰减,来支持远距离的通讯,由于PROFIBUS 通讯中讯在损耗,在线路上阐述的信号功率会逐渐衰减,衰减到一定程度时将会造成信号失真,那么就导致了接收到错误的信息,中继器就是为解决这类问题而设计的,因此在PROFIBSU 工业网络中,经常需要通过中继器来整合放大通讯信号
表1
现场使用PROFIBUS通信的过程中,经常出现要保证一定的传输率,但是总线却超出规定长度的问题,在这种情况下就需要使用RS485中继器。在客户现场,经常会因为RS485中继器的接线问题,造成不同的故障,了解正确接线基础上,在排查故障中也会有所帮助。
中继器接法总结:
l 中继器要增距离,
l 上下之间才可以。
l 一根总线不接撇,
l 电阻打到ON那里。
l MODE开关最要紧,
l 不能拨到OFF里。
这个口诀什么意思呢?下面我来逐句解释其中的含义,第一句话说的是中继器只有在上下总线段间起放大作用。
如图1所示,中继器可以接4根DP电缆,分别对应的端子为A1B1,A1’B1’和A2B2,A2’B2’,其中A1B1,A1’B1’为总线段1,A2B2,A2’B2’为总线段2。只有总线段1和总线段2之间的数据信号才会放大,从其内部电路图(图2)也可看出,端子号带撇的端子只是短接,因为左右之间短接同一个信号,所以没有信号放大作用。
图一:中继器
图2:中继器内部通讯电气图
第二句话是说的中继器上终端电阻的设置问题。从图1中可以看到,中继器上有两个终端电阻S1和S2,分别对应总线段1和总线段2。从图2中可以看出,终端电阻如果拨到ON的位置的话,会在总线AB之间接入一个电阻,同时会将端子号带撇的端子与同组的端子断开。因此,如总线只接A1B1,终端电阻S1就要拨到ON位置。如只接到A2B2,那么终端电阻S2就拨到ON。如果一个总线段的4个端子都接线了,那么对应的终端电阻就不激活。
通过下面几幅图说明中继器能够延长的电缆长度以及不同接线方式下终端电阻的设置(假设传输率是在1.5Mbps)。
图3
图4
图5
第三句话最好理解,中继器最中间的MODE开关,是中继器工作的开关,如果拨到OFF位置的话,总线段1和总线段2之间是完全隔开的,之间根本没有信号通过也就没有信号放大功能。
案例:
在给客户做现场总线诊断的时候,出现了这样的一个问题:客户现场信号质量不能完全检测出来或者迟迟不能完成检测的,估计是要注意您网络诊断工具所在的检测位置,以及考虑会否是中继器终端电阻的问题了,
举例:使用SOFTING PB-T5 给客户的现场测试:客户现场是比较简单的主-从网络,客户某个终端的电阻提前打上了,从主站端开始测量,就会出现,后面的信号质量,直接是timeout,从总线的末端开始测量,全部的信号质量都没有办法测试出来,从网络的中间站点测量,也是在同一个站点信号质量开始丢失,此时,结合#12站点是有这个数据交换的,#7号站点是没有这个数据交换的,
测试出现 timeout的情况,可以从三种情况来考虑:
1,客户现场波特率较低,设备的timeout 时间设置比较短,导致,后面站点没有办法完成测试,显示timeout,调节新设备的检测超时时间,适当增加,
2、此网关有线缆的破损,导致信号传输线路问题显示tinmeout ,但是线路出现破损,一般存在反射,就是说影响其他站点的信号质量,这时候总体的信号质量普遍偏低,偏差,这种情况,建议停机使用线缆测试功能,测试线缆,排除线缆故障,
3、如果出现下图这种情况,能测试出来的信号质量水平处于比较好的状态,并且部分的站点是存在这个数据交换的,(当然是终端电阻打上之前的站点才有数据)这时候就应该注意终端电阻是否提前打上ON 了,倒是测试仪认为该点位网络终端。此时在现场检测中继器的终端电阻。
所以在现场中要多观察,多总结,结合辅助工具的分析,结果来进行这个细分问题,更加准确的排查故障。
上图分别是: # 2号站点 #19号站点 # 13号站点的,测试信号质量结果。