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现场总线IEC1158-2传输技术和安装要点

【摘要】:IEC 1158-2是一种位同步协议,可进行无电流的连续传输,通常称为H1。耦合器使RS-485信号与IEC 1158-2信号相适配。它们为现场设备的远程电源供电,供电装置可限制IEC 1158-2总线的电流和电压。

1.传输技术

数据IEC 1158-2的传输技术用于PROFIBUS-PA,能满足石油、化工和冶金等行业的要求。它可保持其本征安全性,并通过总线对现场设备供电。

IEC 1158-2是一种位同步协议,可进行无电流的连续传输,通常称为H1。

IEC 1158-2技术用于PROFIBUS-PA,其传输以下列原理为依据:每段只有一个电源作为供电装置;当站收发信息时,不向总线供电;每站现场设备所消耗的为常量稳态基本电流;现场设备的作用如同电源的电流吸收装置;主总线两端起无源终端线作用;允许使用总线形、树形和星形网络;为提高可靠性,设计时可用冗余的总线段;为了调制的目的,假设每个站至少需用10mA基本电流才能使设备启动。通信信号的发生是通过发送设备的调制,从±9mA到基本电流之间。

IEC 1158-2传输技术的特性如下:

1)数据传输:数字式、位同步、曼彻斯特编码。

2)传输速率:31.25 kbit/s,电压式。

3)数据可靠性:前同步信号,采用起始和终止界定符避免误差。

4)电缆双绞线,屏蔽式或非屏蔽式。

5)远程电源供电:可选附件,通过数据线。

6)防爆型:能进行本征及非本征安全操作。

7)拓扑:总线形或树形,或两者相组合。

8)站数:每段最多32个,总数最多为126个。

9)中继器:最多可扩展至4台。

2.安装要点

1)分段耦合器将IEC 1158-2传输技术总线段与RS-485传输技术总线段连接。耦合器使RS-485信号与IEC 1158-2信号相适配。它们为现场设备的远程电源供电,供电装置可限制IEC 1158-2总线的电流和电压。

2)PROFIBUS-PA的网络拓扑有树形和总线形结构,或是两种拓扑的混合。

3)现场配电箱仍继续用来连接现场设备并放置总线终端电阻器。采用树形结构时连在现场总线分段的全部现场设备都并联地接在现场配电箱上。(www.chuimin.cn)

4)建议使用下列电缆,也可使用更粗截面导体的其他电缆。

①电缆设计:双绞线屏蔽电缆。

②导线面积(额定值):0.8mm2(AWG18)。

③回路电阻(直流):44Ω/km。

④阻抗(31.25 kHz时):100Ω。

⑤39 kHz时衰减:3dB/km。

⑥电容不平衡度:2μF/km。

5)主总线电缆的两端各有一个无源终端器,内有串联RC元件,R=100Ω,C=1μF。当总线站极性反向连接时,它对总线的功能不会有任何影响。

6)连接到一个段上的站点数最多是32个。如果使用本征安全及总线供电,站点数将进一步受到限制,即使不需要本征安全,远程供电装置电源也要受到限制。

7)线路最长长度的确定:由经验先计算一下电流的需要,根据表6-8所列参数选用一种供电电源单元,再根据表6-9所列参数中线的长度确定选用哪种电缆。

表6-8 标准供电装置(操作值)

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注:假设每个设备消耗电流10mA。

表6-9 IEC 1158-2传输设备的线路长度

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8)外接电源:如果外接电源设备,根据EN500200标准带有适当的隔离装置,将总线供电设备与外接电源设备连在本征安全总线上是允许的。