PROFIBUS Handbuch

Alle Teilnehmer an unserem PROFIBUS sind im Ruhezustand hochohmig an den Bus angeschlossen: Die Empfänger belasten den Bus nur wenig und die Sender gehen, wenn sie nicht aktiv sind, in einen hochohmigen Zustand (tri-state). Das Buskabel kann somit im Ruhezustand jede beliebige Spannung annehmen was zu undefinierten Zuständen oder sogar zur Zerstörung der einzelnen Treiberbausteine führen kann. Um diesem Zustand vorzubeugen, werden aktive Busabschlüsse eingesetzt (Bild 18). Der Busabschluss ist als Spannungsteiler ausgeführt der mit VP = 5V versorgt wird. Die gewählten Widerstandswerte erzeugen einen Ruhepegel von ca. 1 V als Vorspannung auf dem Kabel.

Wenn wir den Verlauf der Spannungen am Leiter A messen stellen wir einen Ruhezustand von ca. +2 V und einen Sendepegel von typisch <1 V respektive >4 V fest (Bild 19).

Bild 19: Signalverlauf Leiter A

Der Verlauf der Spannungen auf dem Leiter B ist vergleichbar mit einem Ruhezustand von ca. +3 V und denselben Sendepegeln (Bild 20) aber mit einem invertierten Signalverlauf.

Bild 20: Signalverlauf Leiter B

Die Spannungsdifferenz zwischen High- und Low-Pegel, gemessen zwischen B und A, sollte zwischen 4 V und 7 V liegen. Dabei sollte der positive und negative Spannungswert etwa gleich gross sein. Der Unterschied zwischen den beiden Werten liegt in der Praxis bei etwa 0,5 V. Der Ruhepegel sollte ca. 1 V betragen.

Bild 21: Signalverlauf der Differenzspannung B-A

Nur ein Teilnehmer gleichzeitig wird aktiviert und sendet ein asynchrones Zeichen mit einer festen Bitrate. Mehrere solche Zeichen bilden ein Telegramm.

Bild 22: Signalverlauf mit Bit-Timing

Das Bild 22 zeigt das Bit-Timing für den Anfang des Token Telegrams. Beim Ruhepegel definiert durch die Busabschlüsse ist der Signalpegel ca. 1 V. Sobald der Treiber des aktiven Senders eingeschaltet wird, steigt dieser Wert auf >2,5 V an. Mit der ersten Signalflanke zum Startbit wird der Empfängertakt gestartet. Anschliessend wird der Empfänger für jede Bitdauer den Pegel mehrmals (8 bis 16 mal) abtasten und einen Mehrheitsentscheid über den empfangenen Pegel bilden. Hier wird der Startdelimiter SD4 als Wert 0xDC übertragen. Nach dem Stopbit mit der Dauer eines Bits muss unverzüglich das nächste Startbit beginnen.