这个标准是针对工业通信网络中至关重要的设备——现场总线设备的电磁兼容性(EMC)要求。它是整个IEC 61326-2系列中与工业网络化和数字化最直接相关的部分。
标准概述
EN IEC 61326-2-5:2021 专门适用于那些配备了符合 IEC 61784-1 标准现场总线接口的现场设备。IEC 61784-1定义了工业通信网络的行规,它包含了大家熟知的协议家族,如:
PROFIBUS & PROFINET (CPF 3)
INTERBUS (CPF 4)
Modbus (CPF 15)
EtherNet/IP (CPF 2)
CC-Link 等
该标准的核心目标是确保这些网络化的现场设备在复杂的工业电磁环境中,不仅能实现自身的测量或控制功能,更能维持通信的完整性和稳定性。
核心概念解读
设备类型:具有现场总线接口的现场设备
网络化的传感器和执行器(如PROFIBUS-PA温度变送器、PROFINET IO的驱动器)。
远程I/O模块。
智能仪表和阀门定位器。
这类设备是工业4.0和物联网(IoT)的基石。例如:
它们通过数字现场总线与更gaoji别的控制系统(如PLC、DCS)进行通信。
环境:工业网络环境
现场总线通常穿越整个工厂,暴露在极其恶劣的电磁环境中。长距离的通信电缆更容易充当天线,接收和发射电磁噪声。
通信中断或数据错误可能导致整个自动化生产线的停机,造成巨大损失。因此,对通信可靠性的要求极高。
标准的关键要求
该标准的独特之处在于其评估重点从单一的设备功能转向了设备与网络整体的交互性能。
1. 测试配置
测试配置必须jingque地再现设备在真实网络中的角色和连接方式:
网络化测试 setup: 设备必须在一个典型的、符合其总线协议的网络配置中进行测试。这包括:
连接到指定的总线电源和耦合器(对于本安总线如PROFIBUS-PA)。
使用符合标准类型和长度的总线电缆。
终端电阻必须正确连接。
代表性子系统: 被测设备必须与一个代表性子系统(如测试主站、控制器或另一个伙伴设备)进行通信,并建立稳定的数据交换。通信必须处于活动状态。
工作模式: 设备应设置在典型的运行模式下,模拟输入/输出数据,并执行其控制逻辑。
2. 运行条件和性能标准
性能标准紧密围绕着通信性能和设备功能两个维度来定义。与之前的标准相比,它对通信行为有非常具体的允差。
性能标准 A(最高要求):
要求: 在测试期间和之后,通信不得中断,并且不允许出现任何由干扰引起的通信错误(如报文丢失、校验错误、时序违规)。同时,设备的应用功能(如测量值、输出状态)必须在规定允差内正常工作。
适用情况: 对于大多数连续过程控制,这是理想状态。
性能标准 B(最常见和可接受的要求):
少量电报错误(如1秒内丢失1个报文)。
设备在1秒内自动重新同步到网络,而无需上层干预。
要求: 测试期间允许出现少量、可自恢复的通信错误。例如,在严酷干扰下,允许出现:
关键点: 通信必须在干扰停止后立即自动恢复,且不能导致设备需要手动复位或导致整个网络瘫痪。设备的应用功能在恢复后必须正常。
适用情况: 这是对现场总线设备最常引用的性能标准。它承认在恶劣工业环境中,短暂的通信扰动是不可避免的,但系统必须能从中快速自我修复。
性能标准 C(安全性要求):
要求: 允许通信完全中断或设备需要手动干预(如重启、重新插拔)才能恢复。这通常仅适用于非关键功能或作为最后的安全手段(例如,设备内部的通信处理器复位以从致命错误中恢复)。
3. 特殊的抗扰度与发射考量
抗扰度重点:
射频场抗扰度: 至关重要,因为长电缆是高效的天线。
浪涌和EFT: 对暴露在外的总线电缆和电源线都是关键测试项。
工频磁场: 设备常安装在靠近大电流设备的位置。
发射限制: 设备产生的噪声必须足够低,以免干扰同一电缆中其他设备的通信,或影响邻近的敏感电子设备。这对于保证整个网络链路的稳定性至关重要。
总结
EN IEC 61326-2-5:2021 的核心是确保工业现场总线设备能够:
维持网络健壮性: 在电磁干扰下,通信链路能够保持稳定或仅出现短暂、可自恢复的中断。
保障数据完整性: 传输的数据准确可靠,避免因数据错误导致控制系统的误动作。
实现高系统可用性: 通过快速的自动恢复机制,最大限度地减少生产停机时间。
简而言之,-2-5部分评估的不是一个孤立的设备,而是设备作为网络公民的行为。 它确保当您将一台设备接入工业网络时,它不会成为整个系统的“短板”,反而能在充满噪声的环境中可靠地履行其通信职责。对于系统集成商而言,选择符合此标准的设备是构建稳定、可靠工业网络的基础。