廣西西門子電纜*總代理商

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上海晉營自動化科技有限公司

 
  ：喬 靜
 
   電 話：（同號）

   郵 箱：3548508227

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6XV1830-0EH10
SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標準電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計，zui大長度: 1000m, zui小訂購數(shù)量: 20m, 按米銷售

6XV1 830-0EH10 PROFIBUS通訊電纜
6XV1 830-3EH10 西門子拖纜
6XV1 830-0AH10 DP電纜
6XV1 820-5AH10 光纖電纜(米)
6XV1 820-5BH50 光纖電纜 含BFOC (5米)
6XV1 820-5BT10 光纖電纜 含BFOC (100米)
6GK1 901-0DA20-0AA0 BFOC接頭（每包20只）
6ES7 901-0BF00-0AA0 5米MPI電纜 9針插頭 PLC通訊電纜
6ES7 901-1BF00-0A0 RS232電纜

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 電 話：（同號）

Profibus DP 電纜 采用實心裸銅線導體作芯線，加厚鋁箔和加密裸金屬絲編織層，屏蔽效果好，紫色PVC外護套。具有良好的信號傳輸性能。

西門子現(xiàn)場總線,PROFIBUS 是zui為成功的開放式現(xiàn)場總線，用于應用廣泛的自動化技術。 IEC 61158 / EN 50170 標準化滿足未來需求，可保護投資安全。

PROFIBUS 定義串行現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術和功能特性，可使用該現(xiàn)場總線系統(tǒng)網絡連接低端（傳感器/執(zhí)行器層）至中等性能范圍（小區(qū)層）的分布式可編程現(xiàn)場控制器。

定制軟件，個性化設計和配置

SIMATIC 現(xiàn)場總線計算器

現(xiàn)場設備的直接連接（尤其是在危險區(qū)域中）以及通信的信息內容在過程工業(yè)中顯得非常重要。PROFIBUS PA 允許數(shù)字量數(shù)據(jù)和電源在采用本安 MBP 傳輸技術（曼徹斯特編碼；總線供電）的一條雙線總線上進行傳輸，它經過定制可滿足這些要求。它于將 Ex 區(qū)域 1/21 或 0/20 運行環(huán)境中的氣動執(zhí)行器、電磁閥和傳感器直接集成到過程控制系統(tǒng)中。

變送器的典型響應時間大約為 10 ms ，這說明甚至在一個帶有zui多 31 個設備的網段配置下，也可通過 PROFIBUS PA 取得很短的循環(huán)時間。過程工業(yè)中的幾乎所有典型應用都可在小型和大型工廠中實現(xiàn)。雙向通信和豐富的信息內容提高了診斷能力，可快速、準確地檢測和消除故障。標準化的通信服務保證了多供應商的現(xiàn)場設備之間的互操作性和替換性，并且可在運行過程中對現(xiàn)場設備設置參數(shù)。

使用 PROFIsafe 行規(guī)的安全通信

通過 PROFIsafe 行規(guī)，可將安全通信無縫集成到 PROFIBUS PA 中。無需為安全相關應用單獨配置安全總線。采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS PA 已集成到過程自動化 Safety Integrated 安全系統(tǒng)當中。西門子公司為過程自動化中的故障安全、容錯應用而提供的綜合系列產品與服務，為用戶提供了吸引力而又經濟有效的替代方案，用以隔離安全系統(tǒng)。

冗余架構

您可以根據(jù)自動化任務和相關安全要求來分別確定工廠控制器、現(xiàn)場總線和 I/O 級的冗余程度，并將它們與現(xiàn)場儀表相匹配（靈活模塊化冗余，F(xiàn)MR）。有關 PROFIBUS PA 的冗余結構的概覽，請參見“設計”下面的內容。

PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網絡轉換

將 PA Link 用作從 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網關。使用 PA Link 時，PROFIBUS DP 上的傳輸速率與從屬 PROFIBUS PA 段無關。PA link 的組態(tài)取決于現(xiàn)場總線架構。“PA 路由器”一節(jié)中描述的耦合器類型可用于進行組態(tài)。在數(shù)據(jù)量較小（小數(shù)量框架）和時間要求較低時，DP/PA 耦合器也可作為一個路由器在獨立模式中運行。

                          圖5 Simplex plug                                         圖6  BFOC接頭

如果希望自己完成接頭的焊接工作，可以訂工具箱（圖7）：

工具箱    PCF Simplex plugs：  6GK1 900-0KL00-0AA0

             BOC plugs：        6GK1 900-0HL00-0AA0

圖7  熔接工具箱

但如果是玻璃光纖還是建議找專業(yè)的人員和設備來熔接。

2.2.3 PRFOBUS插頭

PROFIBUS插頭用于連接PROFIBUS電纜和PROFIBUS的站點（圖8）。

圖8  PROFIBUS插頭的使用

在PROFIBUS插頭上，有一個進線孔（In）和一個出線孔（Out），分別連接至前一個站和后一個站。

當各站點通過插頭連接以及網線連接到網絡上時，根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范，每個物理網段支持32個物理設備，且在物理網段終端的站點應該設置終端電阻防止浪涌保證通訊質量。而每個PROFIBUS插頭上，都內置了終端電阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。當終端電阻設置為“On”時，表示一個物理網段的終結，因此連接在出線端口“Out”后面的網段的信號也將被中斷。因此，在每個物理網段兩個終端站點上的插頭，需要將網線連接在進線口“In”，同時將終端電阻設置為“On”，而位于網段中間的站點，需要依次將網線連接在進線口“In”和出線口“Out”，同時將終端電阻設置為“Off”。（圖9）

圖9  PROFIBUS插頭的連接和設置

需要注意的是，PROFIBUS插頭有一種帶編程口（PG口）的，建議至少每個網段的兩個終端站點處的插頭盡量使用帶編程口的（見圖8，左側的插頭），便于系統(tǒng)的診斷和維護。

2.2.4      終端電阻

PROFIBUS電纜的兩端應該連接終端電阻。終端電阻是為了消除在通信電纜中的信號反射在通信過程中，有兩種原因導致信號反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。

阻抗不連續(xù)：信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有（例如：短路）或者阻抗很大（例如：斷線），信號在這個地方就會引起反射。這種信號反射的原理，與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻（圖10）。

圖10 網絡中的設備連接和終端電阻

 引起信號反射的另一個原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時，整個網絡數(shù)據(jù)混亂。

在EIA RS-485中規(guī)定的端接電阻Rt是以下拉電阻Rd（與數(shù)據(jù)地DGND連接）和上拉電阻Ru（與正電壓VP連接）做補充。當沒有站進行傳輸（即空閑時間）時，這個補充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導體間的電壓）趨于一個確定值（圖11）。

圖11  終端電阻的組成

在一個物理網段中，但是如果終端和總線電纜阻抗不匹配，則zui大通訊距離會減少一半。

因而，在一個物理網段中，應該保證在網絡的兩個終端各有一個終端電阻，不能增加也不能減少，否則我們的總線上的網線與終端電阻將會出現(xiàn)不匹配的問題。這就意味著，如果終端站點出現(xiàn)問題，則有可能會影響到整個網絡的通訊質量，因而除了使用PROFIBUS connector上自帶的終端電阻，西門子還提供了有源的終端電阻設備（圖12）。

圖12 有源終端電阻

有源終端電阻可以單獨供電，安裝在網段的兩端，保證網段內任何一個設備出現(xiàn)問題，都不會影響網絡的電阻匹配的問題。

2.2.4      RS485中繼器

按照RS485串口通訊的規(guī)范，當網絡中的硬件設備超過32個，或者波特率對應的網絡通訊距離已經超出規(guī)定范圍時，就應該使用RS485中繼器來拓展網絡連接。

PROFIBUS通訊屬于RS485通訊的一種，因而也遵循這樣的原則，及如果網絡中實際連接的硬件超過32個時，或者所對應的波特率超過一定的距離時（表3），則需要增加相應的RS485中繼器來進行物理網段的擴展。

由于RS485中繼器本身將造成數(shù)據(jù)的延時，因而一般情況下，網絡中的中繼設備都不能超過3個，但西門子的PROFIBUS RS485中繼器采用了特殊的技術，因而可以將中繼器的個數(shù)增加到9個，即在一條物理網線上，zui多可以串聯(lián)9個西門子的RS485中繼器（圖10）。這樣，網段的擴展距離將大大增加。

圖13 RS485中繼器

使用RS485中繼器時，需要注意幾個問題：

1） 安裝問題

l  RS485中繼器上下分為兩個網段，其中A1/B1 和 A1’ / B1 ‘ 接口是網段1的一個PROFIBUS接口，A2/B2 和 A2’ / B2 ‘ 接口是網段2的一個PROFIBUS接口，PG/OP 接口屬于網段1；

l  信號放大是在網段1和網段2之間實現(xiàn)的，同一網段內信號不能放大；因而需要進行距離擴展的網絡必須是接在網段2上；

l  兩個網段之間是物理隔離的，因而RS485中繼器除了擴展網段外，還有一個作用就是可以進行網絡隔離。

l  這兩個網段是都是指物理網段，與STEP7硬件組態(tài)中所組態(tài)的PROFIBUS網絡沒有關系，不同的物理網段仍然可以屬于同一個PROFIBUS邏輯網絡。

l  在網絡拓撲中，RS485中繼器也是一個信號收發(fā)設備，占一個物理設備的位置，但不需要分配站號，因而注意在物理連接站點時，每個網段所連接的從站數(shù)是小于32的。擴展的距離則對應于每個波特率的傳輸距離（表3）。

2 ）終端電阻的設置問題

由于兩個接口分別屬于不同的物理網段，因此中繼器上終端電阻的設置往往比較容易混淆。

① 中繼器做為終端設備的網絡拓展

圖14  中繼器做為網絡終端站點

在這個網絡拓撲中，中繼器連接了網段1和網段2，由于中繼器內部是隔離的，因而做為網段1來講，中繼器就是該網段的一個終端設備，因而在網段1中，應該將PROFIBUS網線接在A1/B1上，同時網段1的終端電阻設置為“On”；而網段2與網段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時終端電阻設置為“On”。

在這種網絡中，上下兩個網段中，zui多都還可以連接31個從站設備。

②中繼器在的兩個網段內都做為中間設備的網絡拓展

圖15  中繼器在的兩個網段內都做為中間設備的網絡拓展

此時，中繼器的網段1和網段2都是網絡中間的一個站點，即終端電阻為“Off”，網段1的總長度為200米（1.5M bps），網段2的總長度也為200米（1.5M bps）。兩個網段之間是電氣隔離的。

3 ）隔離網段

中繼器除了具有信號放大、擴展網絡的作用，還可以將不同的兩個物理網段進行電氣隔離，從而避免兩個網段之間的EMC干擾。

圖16 隔離2個網段

由于網段之間是隔離的，因而如果 斷開PE端時，可以將兩個網段分別按照接地和不接地的兩個網段進行連接操作。

2.2.5      OLM和OBT

除了電纜，PROFIBUS通訊還支持光纖做為傳輸介質，通過光纖連接的PROFIBUS網絡具有網絡距離遠的特點，且光纖本身不受電、磁的影響，比較適合長距離、戶外鋪設和抗電磁兼容的環(huán)境。

支持PROFIBUS光纖通訊的設備有OLM和OBT。其中OLM是做為主干網設備使用的，針對不同的網絡拓撲，需要進行一定的撥碼參數(shù)的設置；而OBT只是做為網絡介質的轉換。

1) OLM (Optical link Module)

OLM的拓撲結構一般有以下幾種：

l  點對點連接

l  線性拓撲

l  星形拓撲

l  冗余光纖環(huán)網       

圖 17  OLM V4

① 線性拓撲

圖18 OLM的線性拓撲結構

②星形拓撲

圖19 OLM的星形拓撲結構

③OLM的冗余環(huán)網拓撲結構

圖20 冗余環(huán)網的拓撲結構

在冗余環(huán)網的拓撲結構中，所有的OLM必須型號相同，且DIP開關的設置也相同。

連接OLM的光纖即可以采用單模玻璃光纖，也可以選擇多模塑料光纖，具體請參考光纖部分的介紹（表4）。

2) OBT(Optical Bus Terminal)

圖21  OBT

        OBT僅僅做為介質轉換的設備在網絡中使用，不具有OLM的組網能力，一般只能使用塑料光纖（50米）和PCF光纖（300米）。

圖22 OBT在網絡中的使用

3 PROFIBUS 網絡安裝規(guī)范

了解了PROFIBUS的各個網絡器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項進行介紹，同時會結合一些現(xiàn)場的實例加以說明。

3.1網絡拓撲的規(guī)則

設計一條PROFIBUS網絡，首先需要了解PROFIBUS網絡的拓撲規(guī)則：

①    PROFIBUS網絡是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；

②    每個網絡理論上zui多可連接127個物理站點，其中包括主站、從站以及中繼設備；

③    網絡的通訊波特率9.6kbps~12Mbps，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對應關系（見表3）；

④    每個物理網段zui多32個物理站點設備，物理網段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻；

⑤    每個網段的通訊距離或者設備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進行網絡拓展，中繼器zui多可串聯(lián)9個；

⑥    每個中繼設備（RS485中繼器、OLM）也做為網絡中的一個物理站點，但沒有站號；

⑦    網絡支持多主站，但在同一網絡中，不建議多于3個主站；

⑧    在Step7軟件中進行PROFIBUS網絡組態(tài)時，應當按照從小到大的順序設置從站站號，且應該連續(xù)；

⑨    一般0是PG的地址，1～2為主站地址，126為某些從站默認的地址，127是廣播地址，因而這些地址一般不再分配給從站，故DP從站zui多可連接124個，站號設置一般為 3~125。

⑩    如果網絡中涉及到分支電纜，則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守PROFIBUS的協(xié)議規(guī)定，比如：波特率1.5Mbps時，網段中分支電纜總長度6.6米（表5）。