终端电阻在profibus网络故障类型诊断

发布日期：2022/12/22来源：网络

先说什么是终端？终端就是只有进线没有出线的DP 站，我们知道，普通的DP站（包括一类主站，二类主站，从站），可以作为终端，一点问题都没有，我们大多人也都是这么用的，但是大家可能都有同感，一旦有个终端有问题，就会导致整个通讯终端，最后就导致了生产线停机。但怎么能少出故障呢，普通子站，难免增加，减少，更换模块，或者更换模块的设置，总之这个子站的功能越多，可能出现的故障就越多，需要维护的就越多！除非这个终端没有功能，这个就是本节要介绍的----就是终端。

在通讯中，增加终端电阻的作用是什么？

　　（1）一般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻。这就是为什么PROFIBUS 两端都是有终端电阻。

引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲方式时，整个网络数据混乱。要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采用噪声抑制和加偏置电阻的方法。在实际应用中，对于比较小的反射信号，为简单方便，经常采用加偏置电阻的方法。

什么是终端电阻和偏置电阻？

一个正规的RS-485网络（比如MPI，DP）应使用终端电阻和偏置电阻。在网络连接线非常短、临时或实验室测试时也可以不使用终端和偏置电阻。

终端电阻：在线型网络两端（相距最远的两个通信端口上），并联在一对通信线上的电阻。根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度。两个终端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗。如图所示：

偏置电阻：偏置电阻用于在电气情况复杂时确保A、B信号的相对关系，保证“0”、“1”信号的可靠性。大家熟悉的PROFIBUS总线连接器已经内置了终端和偏置电阻，在DP总线连接器中，一个开关方便地接通或断开。网络终端的插头，其终端电阻开关必须放在“ON”的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在“OFF”位置。合上网络中网络插头的终端电阻开关，可以非常方便地切断插头后面的部分网络的信号传输。网络插头中的终端电阻、偏置电阻的大小与PROFIBUS电缆的特性阻抗相匹配.

这里指的注意的是：PROFIBUS 插头上，有一个进线孔（IN）和一个出现孔（out）分别连接前一个站和后一个站，当各站点通过插头以及网线连接到网络上是，根据RS485串口通讯的规范，每一个物理网段支持32物理设备，且在物理网段终端的站点应该设置终端电阻保证通讯质量，而每个PROFIBUS 插头上，都内置了终端电阻，需要是通过拨码快关，接入（ON）和切除（off）

当终端电阻设置为"ON"时，表示一个物理网段的终结，因为连接在出线端口“out”后面的网关信号也将被中断，因为每个物理网关两个终端站点的插头，需要将网线连接在进线口“in”同时将终端电阻设置为“on”而位于网关中间的站点一次将网线连接在进线“in”和出现口“out”同时将终端电阻设置为"OFF"

与其他设备通信时（采用PROFIBUS电缆），对方的通信端口可能不是D-SUB9针型的，或者引脚定义完全不同。如西门子的MM4x0变频器，RS-485通信口采用端子接线形式，这种情况下需要另外连接终端电阻。

为什么要引入有源终端电阻呢？

有源终端电阻；

我想你也知道我们常用的DP头（总线连接器）有一个终端电阻开关，并且里面有终端电阻，这个是无源的，也就是这个终端电阻要起作用需要设备为DP头提供终端电阻所需的电源，当设备需要断电，终端电阻因得不到电源而失去作用，所以就有了现在的有源终端，单独为其供电，这样可保证最后一个DP设备断电，不致因终端电阻失效而影响整个网络。

有源终端特指：PROFIBUS总线有专用的有源终端模块。如上图所示：这个就是Helmholz的一个有源终端的一个现场应用。

1 它在Profibus网络中并不占有站点地址
2 它只能作为终端
3 它本身是需要电源的
4 它掉电，维护（比如更换）网络同样瘫痪

它一般用在PROFIBUS DP末端从站离PLC较远情况下使用，比如有的控制箱由DP从站模块由较远的电源模块供电情况下使用；另外主要原因还是DP驱动能力不够，虽然PROFIBUS DP的物理层是RS-485，但西门子使用3和8两根线，已经不是真正的“平衡差分驱动”方式；在末端加上有源终端使为了加强较远从站PROFIBUS 现场总线通信能力
有源终端器是把最后PROFBIUS DP从站通过一根PROFIBSU通信电缆直接接到其A和B接线端子上，它需要24V直流电源供电。

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