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Smart solutions for comfort and safety Fehlersuche in Seriellen S-Bus RS485 Netzen Smart solutions for comfort and safety.

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Präsentation zum Thema: "Smart solutions for comfort and safety Fehlersuche in Seriellen S-Bus RS485 Netzen Smart solutions for comfort and safety."—  Präsentation transkript:

1 Smart solutions for comfort and safety Fehlersuche in Seriellen S-Bus RS485 Netzen Smart solutions for comfort and safety

2 Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken2 Realität bei der Inbetriebnahme von Netzwerken Der Elektriker meldet, dass der Bus komplett verdrahtet ist. Die Busleitung ist getrennt von Starkstromleitungen verlegt. Es sind keine Kabeldreher oder Unterbrechungen vorhanden. Die Abschlusswiederstände an den Endpunkten sind gesetzt. Die Kommunikation wird eingeschaltet in der Hoffnung, dass es auf Anhieb funktioniert. Die Kommunikation läuft sofort und wird nicht in Frage gestellt Die Kommunikation läuft nicht:

3 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken3 Qualität des Netzwerkes Wie zuverlässig ist die Kommunikation ? Wie viele Schritte trennen uns noch vom Abgrund ??

4 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken4 Topologie von RS 485 S-BUS Netzwerken Abzweigungen und Baumstrukturen sind über Konverter an zu koppeln.

5 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken5 RS 485 Segmente Abschliessen Jedes Segment ist am Anfang und Ende mit Abschlusswiderständen zu versehen.

6 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken6 Kabelspezifikation S-Bus RS 485 Bus-Leitung: 2-adrig verdrillt, abgeschirmt, min. 2*0,5 mm² Länge max m pro Segment Anzahl Stationen: Max. 32 pro Segment, total max. 255 Anzahl Segmente: Max. 8 Segmente, via PCD7.T100 Repeater miteinander verbunden.

7 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken7 Schirmkonzept Den Schirm durchkontaktieren In Schaltschrank auf kürzestem Wege, grossflächig geerdet Keine Verbindung zur S-Bus - Signalmasse (SGND) Auf guten Potentialausgleich zwischen den Erdungspunkten achten Abschluss- widerstand gesetzt

8 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken8 Vorbildliche Inbetriebnahme Überprüfen dass an beiden Enden eines jeden Segmentes die Abschlusswiederstände gesetzt sind. Überprüfen dass der Schirm durchkontaktiert und geerdet ist. Auf guten Kontakt der Klemmverbindungen achten. Klemmstellen und dadurch Übergangswiderstände sind zu minimieren. Die Ruhepegel der Busleitung an jedem Teilnehmer überprüfen (bei deaktivierter Kommunikation).

9 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken9 Statische Bus Pegel Die Steuerungen befinden sich an Betriebsspannung Keine Kommunikation auf dem Bus (Master im Stop) An den Klemmen eines jeden Busteilnehmers müssen folgende Spannungspegel anliegen. 122 U(D) 1,91 V 1,55 V U(/D) 2.78 V 3,15 V U(D-/D) 0,87 V 1,60 V

10 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken10 Dynamischer Bustest Kommunikation einschalten. Am einfachsten mit einem kleinen Testprogramm, welches nur wenige Werte zu den Slaves überträgt. Sofern der Bus Fehlerhaft ist und Telegramme nicht beantwortet werden oder verloren gehen, zeigt die SASI-Diag Fbox retrys an. Dies ist ein untrügliches Zeichen dafür, dass das Netzwerk nicht in Ordnung ist.

11 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken11 Messungen mit dem S-Bus Analyser Mit einem Bus Analyser können die ersten Messungen gemacht werden. Es ist ersichtlich welche Stationen immer antworten, teilweise antworten oder überhaupt nicht auf Anfragen reagieren. Es ist ersichtlich in welchem Bereich die Fehler zu suchen sind. Die dazugehörigen Bussegmente und Timings der fraglichen Stationen können daraufhin überprüft werden. Saia hat einen bewährten S-Bus Analyser der unter DOS Betriebssystemen läuft und zwei Serielle Schnittstellen benötigt. Ein Windows basierender S-Bus Analyser ist momentan in Arbeit.

12 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken12 Messungen mit dem S-Bus Analyser Station 2 antwortet korrekt Station 3 antwortet auch nach 2 retrys nicht

13 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken13 Osziloskopmessungen: Anforderungen an das Messinstrument Mit einem Speicherosziloskop lassen sich die unterschiedlichsten Fehler in einem Bus schnell und einfach erkennen. Je höher die Baudraten, desdo höher steigen auch die Anforderungen an die Busverkabelung und somit die Notwendigkeit qualitative Aussagen über das Bussignal ab zu geben. Gerätevoraussetzungen: Speicherosziloskop mit 2 Kanälen 3ter virtueller Kanal (mathematische Funktion aus Kanal 1+2)

14 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken14 Osziloskop Settings Single shot mode DC coupling 2 V / div CH1 = A resp. RX-TX resp. D CH2 = B resp. /RX-/TX resp. /D Math = CH2 – CH1 Typische Time divisions bei unterschiedlichen Baudraten 9600: 500 µs / division 38.4 k: 100 µs / division k: 20 µs / division 1.5 M: 2 µs / division

15 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken15 Versuchsaufbau: Vorbildlicher Bus 100 m Profibuskabel Messpunkt

16 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken16 Osziloskopmessungen: Ideales Bussignal Ruhepegel D = 2 V Ruhepegel /D = 3 V Ruhepegel Differenzsignal > 1 V Differenzsignalhub = 5V Bedenklich ab < 3,5 V Minimum = 2 V Die Flanke von D und /D sind entgegengesetzt, D steigend, /D fallend Signifikante Oszilation nur an den Flanken- übergängen

17 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken17 Versuchsaufbau: gekreuzte Signalleitungen 100 m Profibuskabel Messpunkt

18 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken18 Osziloskopmessungen: Signalleitungen gekreuzt Die Ruhepegel D und /D sind identisch ca. 2,4 V Der Ruhepegel des Differensignals ist = 0 V Hinter der Kreuzung sind die Flanken des Signalanfangs vertauscht D fallend und /D steigend

19 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken19 Versuchsaufbau: Unterbrechung einer Signalleitung 100 m Profibuskabel Messpunkt

20 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken20 Osziloskopmessungen: Unterbrechung einer Signalleitung Variante A: Ein Signal vorhanden Das zweite Signal nicht oder nur mit Peaks an den Flanken. Deformiertes Differensignal Variante B: Beide Signale sind nahezu identisch Konstantes Differensignal

21 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken21 Versuchsaufbau: Unterbrechung des Schirms 100 m Profibuskabel Messpunkt

22 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken22 Osziloskopmessungen: Unterbrechung des Schirmes Dem Signal sind deutliche Störungen überlagert.

23 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken23 Versuchsaufbau: Unterbrechung des Schirms mit Telefonleitung 100m J-YStY 100 m Profibuskabel100 m Telefonleitung J-YStY Messpunkt

24 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken24 Osziloskopmessungen: Unterbrechung des Schirms mit Telefonleitung 100m J-YStY

25 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken25 Versuchsaufbau: keine Abschlusswiderstände 100 m Profibuskabel Messpunkt

26 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken26 Osziloskopmessungen: Keine Abschlusswiderstände Der Ruhepegel des Differensignals ist nicht 1V Deutliche Überschwinger und exponential abfallenden Signalverläufe

27 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken27 Versuchsaufbau: ein Abschlusswiderstand fehlt 100 m Profibuskabel Messpunkt

28 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken28 Osziloskopmessungen: ein Abschlusswiderstand fehlt korrekte Ruhepegel Deutliche Überschwinger der Signalverläufe (Reflexionen)

29 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken29 Versuchsaufbau: non konformes Kabel Signalleitung 400m, 54 pro Ader, 34 Schirm 100 m Profibuskabel400 m Signalleitung Messpunkt

30 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken30 Osziloskopmessungen: non konformes Kabel Signalleitung 400m, 54 pro Ader, 34 Schirm Deutlich deformierte Signalform Reduzierte Signalpegel Differenzsignal auf 3 V reduziert Noch keine Errors auf dem Bus dedektiert.

31 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken31 Software – Osziloskop für PC Handyscope 3 Über USB an zu schliessen Preis: 1140,- 50 MHz Version 1350,- 100 MHz Version Sehr klein und handlich Dokumentation der Messergebnisse und screenshots sind sehr einfach. Abspeichern von Messgeräteeinstellungen.

32 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken32 Osziloskop Standgerät von Tektronix Tektronix TDS 1012 Preis: < 1500 Euro für 2 Kanäle monochrom version, 400 Euro Aufpreis für die PC Option und RS 232 Schnittstelle. Leicht zu benutzen Kompakte Bauform

33 Smart solutions for comfort and safety Ralf Petry I Okt 2005Fehlersuche in Seriellen RS485 Netzwerken33 Jetzt wissen wir wo wir stehen !


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