آموزش PROFIBUS-قسمت چهارم
ب) کانکتورهای M12 :
دارای IP 67 بوده و در محیط‌های مرطوب و آلوده به گرد و خاک نیز می‌توانند استفاده شوند. این نوع کانکتورها دارای کاربرد کمتری نسبت به کانکتورهای 9-pin می‌باشند. شکل 3-11 یک نمونه از این کانکتورها را نشان می‌دهد.
شکل 3-11
لازم به ذکر است که این نوع کانکتورها فاقد ترمینیتور بوده و در صورت استفاده از آنها در ابتدا یا انتهای باس، باید از ترمینیتور خارجی (M12 bus Terminator) استفاده نمود.
ج) Bus Terminal
یکی دیگر از ابزارهای پروفی‌باس برای اتصال دو node به یکدیگر، ابزار Bus Terminal می‌باشد. شکل 3-12 این وسیله را نشان می‌دهد.
شکل 3-12
از این وسیله می‌توان در موارد ذیل استفاده نمود:
- اتصال یک PG یا PC به شبکه پروفی باس
- اتصال دو Node شبکه به یکدیگر
- اتصال یک Node به شبکه پروفی باس
3-1-3 PROFIBUS terminator
این ماژول، یک Terminator خارجی (External) محسوب شده و می‌تواند در ابتدا و انتهای شبکه به منظور بستن باس شبکه استفاده شود. شکل 3-13 این نوع Terminator را نشان می‌دهد.
شکل 3-13
شکل 3-14 روش استفاده از ترمینیتور را نشان می‌دهد.
شکل 3-14
3-1-3 روش انتقال سیگنال
سیگنال شبکه PROFIBUS DP در روش الکتریکی مطابق استاندارد RS 485 یک سیگنال تفاضلی می‌باشد. در این روش تفاضل سیگنال (Line B – Line A) محاسبه می‌شود. هرگاه سیگنال Line B نسبت به Line A دارای وضعیت مثبت و سیگنال Line A دارای وضعیت عکس آن باشد، دیتای 1 تولید می‌گردد. شکل 3-15 این موضوع را نشان می‌دهد.
شکل 3-15 سیگنال تفاضلی در استاندارد RS 485
3-1-4 خصوصیات RS 485 (سرعت شبکه ، تعداد وسایل)
سرعت شبکه: در روش انتقال دیتا به روش الکتریکی مطابق استاندارد RS 485، سرعت شبکه بستگی به طول شبکه دارد. شکل 3-16 رابطه‌ی بین سرعت و طول شبکه را نشان می‌دهد.
شکل 3-16
همانطور که در شکل 3-16 دیده می‌شود، حداقل سرعت شبکه DP، 9.6 KBit/s و حداکثر 12 Mbit/s می‌باشد. برای رسیدن به حداکثر سرعت در شبکه، نباید طول شبکه بیشتر از 100m باشد. در اینحالت برای افزایش طول شبکه می‌توان از Repetear استفاده نمود که حداکثر 9 عدد Repeater برای این منظور قابل استفاده است.
تعداد وسایل: در روش انتقال دیتا به روش الکتریکی مطابق استاندارد RS 485، حداکثر می‌توان 32 وسیله روی باس شبکه قرار داد. این تعداد وسیله تشکیل یک Segment را می‌دهد. در صورت نیاز به تعداد وسایل بیشتر، می‌توان از Repeater استفاده نمود. در این حالت می‌توان حداکثر از 3 عدد Repeater استفاده نمود. حداکثر تعداد وسایل قابل استفاده در یک شبکه DP، 124 وسیله + 3 عدد Repeater است که مجموعا برابر 127 وسیله می‌باشد.
شکل 3-17 استفاده از Repeater
توجه نمایید که در شمارش تعداد Nodها (ایستگاه‌های متصل به شبکه)، باید Repeater را نیز منظور نمود. در شکل 3-18 مدل‌های مختلف Repeater را مشاهده می‌فرمایید.
الف) Repeater ساخت شرکت PROCENTEC ب) Repeater ساخت شرکت زیمنس
ج) Repeater ساخت شرکت PHOENIX CONTACT د) Compact Repeater ساخت Systeme Helmholz
شکل 3-18 انواع Repeater ساخت شرکت‌های مختلف
3-2 انتقال سیگنال به روش نوری
یکی دیگر از روش‌های انتقال سیگنال، روش نوری است که با استفاده از فیبر نوری پیاده‌سازی و اجرا می‌شود. در این بخش به بررسی اجزای Passive در شبکه نوری می‌پردازیم.
3-2-1 کابل (فیبر نوری)
یکی از اجزای اصلی انتقال سیگنال (دیتا) به روش نوری، کابل یا همان فیبر نوری می‌باشد. فیبر نوری در سه مدل شیشه‌ای، پلیمری و پلاستیکی ارائه شده است.
به‌طور کلی مزایای فیبر نوری نسبت به سیم مسی عبارتست از:
- ایزوله‌سازی الکتریکی بین دو سگمنت
- عدم تاثیرپذیری از نویز‌های الکتریکی
- امکان استفاده از شبکه در مسافت‌های زیاد (تا چند کیلومتر)
- امکان دسترسی به حداکثر سرعت شبکه
- وزن پایین فیبر نوری
استفاده از فیبر نوری در کنار همه‌ی مزایای آن، دارای معایب نیز می‌باشد. برخی از معایب فیبر نوری نسبت به کابل مسی عبارتست از:
- گران بودن فیبر و سایر تجهیزات شبکه نوری
- آسیب‌پذیری در مقابل گرد و خاک و آلودگی‌های محیطی
- نیاز به تجهیزات خاص
- نیاز به افراد متخصص
3-2-1-1 ساختمان فیبر نوری
در حالت ساده، فیبر نوری از یک هسته (Core)، یک پوشش (Cladding) و یک روکش ضخیم (Jacket) ساخته می‌شود. به شکل 3-19 توجه فرمایید.
شکل 3-19
3-2-1-2 انواع کابل‌های فیبر نوری
فیبر نوری با توجه به جنس، به انواع زیر تقسیم‌بندی می‌شود:
فیبر نوری پلاستیکی:
این نوع فیبر، یک فیبر ارزان قیمت بوده که برای استفاده در فواصل کوتاه (Max: 80 m) مناسب است. در عمل از این نوع فیبر برای اتصال مستقیم بین اجزای نوری شبکه استفاده می‌شود.
فیبر نوری PCF (پلیمری):
این نوع فیبر، از نوع پلیمری بوده و برای استفاده در فواصل متوسط (Max: 400m) مناسب است.
فیبر نوری شیشه‌ای:
این نوع فیبر از نوع شیشه‌ای بوده و برای استفاده در فواصل طولانی ( تا چند کیلومتر با توجه به مدل فیبر شیشه‌ای) مناسب می‌باشد.
شکل 3-20 برخی از خصوصیات کابل‌های پلاستیکی و PCF (پلیمری) را نشان داده است.
شکل 3-20
3-2-2 اصول انتقال دیتا در فیبر نوری
اصول انتقال دیتا در فیبر نوری بر مبنای بازتاب نور استوار است. یعنی هرگاه نور با زاویه‌ی خاصی به مرز مشترک بین دو محیط متفاوت تابیده شود، از محیط اول به محیط دوم عبور نکرده و عملا بازتاب می‌یابد. به شکل 3-21 توجه فرمایید.
شکل 3-21
همانطور که در شکل 3-21 مشخص است، یک منبع فرستنده نور (مثلا لیزر یا LED) نور را تحت زاویه‌ی خاصی در فیبر ارسال می‌کند و این نور در داخل فیبر بازتاب شده و به در انتهای فیبر، توسط یک گیرنده نور دریافت می‌شود.
3-2-3 انواع فیبر از نظر عملکرد
فیبرها از نظر عملکرد به دو نوع تقسیم می‌شوند:
- Multi mode: این نوع فیبر دارای هسته با ضخامت بیشتر از Single Mode بوده و در آن امکان ارسال همزمان چند موج نوری در یک زمان وجود دارد. هزینه‌ی این نوع فیبر ارزان بوده و از آن در فواصل کوتاه (حداکثر 2Km) استفاده می‌شود.
- Single mode: این نوع فیبر دارای هسته با ضخامت بسیار کم بوده و در آن فقط امکان یک اشعه نور و آنهم به صورت مستقیم وجود دارد. هزینه این نوع فیبر گرانتر از Multi Mode بوده و از آن در فواصل طولانی (حداکثر 60Km) می‌توان استفاده نمود.
شکل 3-22 روش ارسال نور در نوع Multi mode و Single mode را نشان می‌دهد.
شکل 3-22
