PROFIBUS 障害のマルチメータ測定
ハンドヘルド デバイスとオシロスコープがない場合、マルチメーターを使用して、PROFIBUS ケーブル、バス コネクタ、ループ インピーダンス テストなどの主要なテストを実行できます。これらのテストでは 100% 正確な値は得られませんが、大まかな目安は得られます。また、これらの測定では次の前提条件を満たす必要があります。
（１）セグメント全体で同じコンポーネント（PROFIBUSケーブルとプラグ）を使用し、PROFIBUSコンポーネントを接続してはならず、PROFIBUSケーブルは切断されている必要があります。シールドと2本のデータライン間の電圧を測定することで、ケーブルが切断されているかどうかを判断できます。
（2）すべての終端装置を切断する必要があります。このシステム内にリピータなどの恒久的に接続されたPROFIBUSコンポーネントがある場合は、これらを切断する必要があります。各セグメントは個別に測定する必要があります。
マルチメーターによる測定では、次のエラーを検出して特定できます。
● 単純に「反転」したデータライン
● 2つのデータラインのうちの1つが中断される
●ケーブルシールド終端
●2つのデータライン間の短絡
●データラインとケーブルシールド間の短絡
1) ループインピーダンスの測定
ループインピーダンスは、PROFIBUS ケーブルの 2 本の芯線間のインピーダンスを測定することで決定されます。芯線のインピーダンスはケーブルの構造によって異なり、温度にも依存します。特定のケーブルインピーダンスは通常、特定の温度での 1 km あたりのオームで指定されます。これは、長さ 1 km の PROFIBUS ケーブルのループインピーダンスに相当します。PROFIBUS RS 485 ケーブル タイプ A の一般的な値は、20ºC で 110ohm/km のループインピーダンスです。ただし、特殊なケーブル (非常に柔軟なケーブルなど) の場合、この値は異なる場合があります。温度が 1ºC 上昇すると、ケーブルインピーダンスは 0.4% 増加します。ケーブルのループインピーダンスの測定は比較的簡単です。
PROFIBUS ケーブルの一方の端で、データ コア A とデータ コア B を短絡 (またはブリッジ) する必要があります。次に、ケーブルのもう一方の端で、2 つのコア間のループ インピーダンスを測定します。使用するケーブルの特定のループ抵抗 (オーム/km) については、PROFIBUS ケーブル製造元のデータ シートを確認してください。短いケーブル (50 m 未満) の場合、ループ インピーダンスは 0 になることがあります。この特定のループ インピーダンスを使用して、ケーブル セグメントの長さを評価できます。
長さ (km)=測定ループインピーダンス (オーム) / 固有ループインピーダンス (オーム/km):
ケーブル ループ インピーダンスは、ケーブルの長さを知ることで評価することもできます。
ループインピーダンス、Rloop (オーム)=ケーブル長 (km) x 特定のループインピーダンス (オーム/km)
2) PROFIBUSケーブルとバスコネクタのテスト
テストを開始する前に、すべてのステーションをケーブルから切り離し、すべてのターミネータをオフにするか取り外す必要があります。次に説明する 5 つの手順を各 PROFIBUS セグメントで完了する必要があります。手順 1 では、ケーブルに電源ターミネータからの電圧がかかっていないことを確認します。手順 2 では、ケーブル ワイヤ間の短絡を確認します。手順 3 と 4 では、最初のコネクタの選択したピン間に短絡を発生させ、残りの各コネクタでこれらの測定を実行します。コネクタの 1 つで発生した短絡が失敗した場合は、ケーブルが不良であるか、正しく接続されていないことを示しています。ケーブルの測定では、ケーブルが間違って配線されていないことを適切に確認するために、手順 1 から 4 までを正しい順序で実行する必要があります。手順 5 では、コネクタ 1 のワイヤ A と B の間に短絡を発生させ、最後のコネクタでループ インピーダンスを測定することにより、このケーブルの長さを確認します。
● ステップ1
マルチメーターの低 DC 電圧範囲を使用して、シールドとコネクタ ピン A および B 間の電圧が 0 であることを確認します。電圧が検出された場合は、このケーブルがすべての機器から切断されていないか、または電源付きターミネータにまだ接続されています。
● ステップ2
各コネクタのコネクタ ピン間のインピーダンスを測定します。測定されたインピーダンスが無限大 (障害あり) の場合、短絡または終端抵抗器がアクセスされています。測定を行うには、このケーブル ループ インピーダンス Rloop を評価する必要があります。これは、前述のように実行できます。PROFIBUS ケーブルでは、1 つのコネクタに障害が発生するだけでケーブル全体が短絡するため、短絡箇所を特定することが困難な場合があります。解決策としては、短絡がなくなるまでケーブルの各部分を分離します。ただし、注意が必要です。アクセスした終端抵抗器により、ワイヤ A と B の間に 220 Ω のインピーダンスが発生します。終端抵抗器はケーブルに接続する必要があります。ステップ 3 は、短絡が見つからず、すべての終端器が取り外されている場合にのみ実行できます。
● ステップ3
テスト対象セグメントの 1 番目のコネクタのピン 8 (ライン A) とシールドの間に短絡回路を生じさせる必要があります。1 番目のコネクタでは、ピン 8 からシールドへのリンクを生じさせることで短絡回路が完成します。その後、他のすべてのコネクタでこれらの測定が実行されます。
●ステップ4
測定は、テスト対象セグメントの 1 番目のコネクタのピン 3 (ライン B) とシールドの間に短絡を発生させて行う必要があります。短絡は、1 番目のコネクタのピン 3 からシールドへのリンクを発生させることで完了します。次に、他のすべてのコネクタでこれらの測定を実行します。
●ステップ5
測定中にピン 3 (ライン B) とピン 8 (ライン A) の間に短絡を導入して、ケーブル ループ インピーダンスを測定します。短絡は、最初のコネクタのピン 3 とピン 8 の間にリンクを導入することによって実現されます。次に、最後のコネクタのピン 3 (ライン B) とピン 8 (ライン A) の間でループ インピーダンスを測定します。
