監測現場總線物理層

由於現場總線的使用，流程工業正逐漸被數位化。其優點顯而易見：大大減少傳輸線路，節約成本，同是在設計、安裝和調試過程節約時間。裝置運行期間，由於資料傳輸精度高、結果準確等優點，現場匯流排技術如終如一的保證了生產的品質。智慧型的現場設備功能十分強大。現場總線可以允許遠端設置參數，讀取現場設備自動報告的維修資訊。低成本的維護費用與較長的系統執行時間證明了採用現場總線物超所值。

現場總線和常規4~20mA信號 技術 在安裝方面有較多的共同點。正確佈線，遮罩和接地必須根據系統要求正確選擇。很多用戶不太清楚的一個事實是：最多31個節點與同一現場總線網段相連並用它們來完成供電和通訊。防爆設計必須考慮到多個節點都連接到同一根電纜上這個特性。根據IEC 61158-2標準，通訊電線最大長度是1900 米，這裡有一個已經搭建好的骨幹和分支的拓撲結構，每個現場設備通過其分支從骨幹取電，骨幹帶機械保護。幾乎所有現在所有總線安裝都採用種形式。（參見：大功率骨幹）。

用於資料傳輸的信號必須容易測量到，以便獲得較高的傳輸品質與清淅的記錄。在現場匯流排技術中，除了常規測量供電電壓和負載電流外，還應包括信號幅值，信號雜訊和信號畸變等（見插圖）。現有的測量手段均要求手動檢測與記錄。另外，對於電纜線槽與絕緣，每個設備的電阻與電容必須進行測量，並按設備作記錄。調試人員在調試時，需要在現場使用多種測試工具，包括有數位萬用表，匯流排檢測器和不常用到的數位示波器。測量設備要連接到現場。這意味著配電盤和開關機櫃要一直開著，因為要在已經完成的接線上安裝上測試設備。在機櫃裡或現場經常是電纜沒有連接。每一個現場設備連接檢測的時候，都要同樣的程式，然後才能分別測量和記錄。簡而言之：高度依靠手工操作。

現場總線也有點對點接線，這一點簡直是不可思議。Pepperl+Fuchs新推出的高級診斷模組從控制站可對現場總線的物理層進行測量與監控。模組化PowerHub電源供電系統採用插卡設計，診斷模組可以線上即時測量所有連接的現場總線段的物理層參數，然後將其彙集到一個線上即時的診斷工作站中。現場匯流排診斷透明，而且對實際信號的測量方法使過程系統的工程人員對現場總線的活動有了一個全面的瞭解，進而對異常的活動能進行精確的分析。你也可以對現場總線的備用電源進行測量與修改。

現場總線的一個優點就是只有2%安裝錯誤率。這意味著98%的安裝都有高品質的，可以被檢驗的。因此，現場也就不再需要過多的調試了。最好能在不同的階段分別進行安裝和調試。

現場總線儀錶---在實驗室的預先組態好的現場總線儀錶可直接連接到現場總線上。測量，記錄和調試風等功能一步即可全部完成。如果有必要的話，故障監測可在其後進行。

在控制室，調試人員就可以使用高級診斷模組完成所有的調試檢測任務。監測和資料記錄通過功能表和對話方塊就可很容易完成。全功能資料記錄及自動文檔生成，可生成電子版和列印版文檔。這些功能確保了：

• 安裝均符合IEC 61158-2 標準
• 每個現場設備都符合所選現場總線的標準

另外，每個現場總線分段的備用電源也可計算出來。其操作流程如下：

• 連接所有的現場總線電源，網段和現場儀錶
• 目視檢查防護層—防護層應當整潔，而且對每個現場設備絕緣
• 打開現場總線電源，啟動現場儀錶
• 用高級診斷模組進行所有的測量，存儲並記錄

主要的測試程式節省了調試時間。而且，資深的現場總線技術專家知道只需查看測試失敗的網段。儘管時間壓力不斷的增加，安裝和調試也會被高品質的完成。調試過程採用“對話”方式完成：首先，測量骨幹，校驗供電電源和負載電流。為保障兩線之間的平衡和絕緣，要進行接地故障探測。然後，對每個現場設備的通訊信號的幅值，雜訊和信號畸變進行檢查。建議設定現場總線實體層的報警值，並存儲在診斷模組中。

將診斷模組集成到配電單元中，而又無需與測量設備連接，這樣就可以完成上述或更多的操作。當然這些都不會影響到機櫃內的接線。