廣西西門子電纜*總代理商

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上海晉營(yíng)自動(dòng)化科技有限公司

 
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   郵 箱：3548508227

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6XV1830-0EH10
SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)，zui大長(zhǎng)度: 1000m, zui小訂購(gòu)數(shù)量: 20m, 按米銷售

6XV1 830-0EH10 PROFIBUS通訊電纜
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6XV1 820-5BH50 光纖電纜 含BFOC (5米)
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6GK1 901-0DA20-0AA0 BFOC接頭（每包20只）
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6ES7 901-1BF00-0A0 RS232電纜

廣西西門子電纜*總代理商

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 電 話：（同號(hào)）

Profibus DP 電纜 采用實(shí)心裸銅線導(dǎo)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(hù)套。具有良好的信號(hào)傳輸性能。

西門子現(xiàn)場(chǎng)總線,PROFIBUS 是zui為成功的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線，用于應(yīng)用廣泛的自動(dòng)化技術(shù)。 IEC 61158 / EN 50170 標(biāo)準(zhǔn)化滿足未來(lái)需求，可保護(hù)投資安全。

PROFIBUS 定義串行現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)和功能特性，可使用該現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(chǎng)控制器。

定制軟件，個(gè)性化設(shè)計(jì)和配置

SIMATIC 現(xiàn)場(chǎng)總線計(jì)算器

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的直接連接（尤其是在危險(xiǎn)區(qū)域中）以及通信的信息內(nèi)容在過(guò)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(shù)（曼徹斯特編碼；總線供電）的一條雙線總線上進(jìn)行傳輸，它經(jīng)過(guò)定制可滿足這些要求。它于將 Ex 區(qū)域 1/21 或 0/20 運(yùn)行環(huán)境中的氣動(dòng)執(zhí)行器、電磁閥和傳感器直接集成到過(guò)程控制系統(tǒng)中。

變送器的典型響應(yīng)時(shí)間大約為 10 ms ，這說(shuō)明甚至在一個(gè)帶有zui多 31 個(gè)設(shè)備的網(wǎng)段配置下，也可通過(guò) PROFIBUS PA 取得很短的循環(huán)時(shí)間。過(guò)程工業(yè)中的幾乎所有典型應(yīng)用都可在小型和大型工廠中實(shí)現(xiàn)。雙向通信和豐富的信息內(nèi)容提高了診斷能力，可快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)和消除故障。標(biāo)準(zhǔn)化的通信服務(wù)保證了多供應(yīng)商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互操作性和替換性，并且可在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)置參數(shù)。

使用 PROFIsafe 行規(guī)的安全通信

通過(guò) PROFIsafe 行規(guī)，可將安全通信無(wú)縫集成到 PROFIBUS PA 中。無(wú)需為安全相關(guān)應(yīng)用單獨(dú)配置安全總線。采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS PA 已集成到過(guò)程自動(dòng)化 Safety Integrated 安全系統(tǒng)當(dāng)中。西門子公司為過(guò)程自動(dòng)化中的故障安全、容錯(cuò)應(yīng)用而提供的綜合系列產(chǎn)品與服務(wù)，為用戶提供了吸引力而又經(jīng)濟(jì)有效的替代方案，用以隔離安全系統(tǒng)。

冗余架構(gòu)

您可以根據(jù)自動(dòng)化任務(wù)和相關(guān)安全要求來(lái)分別確定工廠控制器、現(xiàn)場(chǎng)總線和 I/O 級(jí)的冗余程度，并將它們與現(xiàn)場(chǎng)儀表相匹配（靈活模塊化冗余，F(xiàn)MR）。有關(guān) PROFIBUS PA 的冗余結(jié)構(gòu)的概覽，請(qǐng)參見“設(shè)計(jì)”下面的內(nèi)容。

PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換

將 PA Link 用作從 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網(wǎng)關(guān)。使用 PA Link 時(shí)，PROFIBUS DP 上的傳輸速率與從屬 PROFIBUS PA 段無(wú)關(guān)。PA link 的組態(tài)取決于現(xiàn)場(chǎng)總線架構(gòu)。“PA 路由器”一節(jié)中描述的耦合器類型可用于進(jìn)行組態(tài)。在數(shù)據(jù)量較?。ㄐ?shù)量框架）和時(shí)間要求較低時(shí)，DP/PA 耦合器也可作為一個(gè)路由器在獨(dú)立模式中運(yùn)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(shè)備來(lái)熔接。

2.2.3 PRFOBUS插頭

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

圖8  PROFIBUS插頭的使用

在PROFIBUS插頭上，有一個(gè)進(jìn)線孔（In）和一個(gè)出線孔（Out），分別連接至前一個(gè)站和后一個(gè)站。

當(dāng)各站點(diǎn)通過(guò)插頭連接以及網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范，每個(gè)物理網(wǎng)段支持32個(gè)物理設(shè)備，且在物理網(wǎng)段終端的站點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置終端電阻防止浪涌保證通訊質(zhì)量。而每個(gè)PROFIBUS插頭上，都內(nèi)置了終端電阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。當(dāng)終端電阻設(shè)置為“On”時(shí)，表示一個(gè)物理網(wǎng)段的終結(jié)，因此連接在出線端口“Out”后面的網(wǎng)段的信號(hào)也將被中斷。因此，在每個(gè)物理網(wǎng)段兩個(gè)終端站點(diǎn)上的插頭，需要將網(wǎng)線連接在進(jìn)線口“In”，同時(shí)將終端電阻設(shè)置為“On”，而位于網(wǎng)段中間的站點(diǎn)，需要依次將網(wǎng)線連接在進(jìn)線口“In”和出線口“Out”，同時(shí)將終端電阻設(shè)置為“Off”。（圖9）

圖9  PROFIBUS插頭的連接和設(shè)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(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端站點(diǎn)處的插頭盡量使用帶編程口的（見圖8，左側(cè)的插頭），便于系統(tǒng)的診斷和維護(hù)。

2.2.4      終端電阻

PROFIBUS電纜的兩端應(yīng)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(hào)反射在通信過(guò)程中，有兩種原因?qū)е滦盘?hào)反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。

阻抗不連續(xù)：信號(hào)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(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射。這種信號(hào)反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)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(gè)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(hào)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(gè)同樣大小的終端電阻（圖10）。

圖10 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備連接和終端電阻

 引起信號(hào)反射的另一個(gè)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(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(bǔ)充。當(dāng)沒有站進(jìn)行傳輸（即空閑時(shí)間）時(shí)，這個(gè)補(bǔ)充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導(dǎo)體間的電壓）趨于一個(gè)確定值（圖11）。

圖11  終端電阻的組成

在一個(gè)物理網(wǎng)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(huì)減少一半。

因而，在一個(gè)物理網(wǎng)段中，應(yīng)該保證在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)終端各有一個(gè)終端電阻，不能增加也不能減少，否則我們的總線上的網(wǎng)線與終端電阻將會(huì)出現(xiàn)不匹配的問題。這就意味著，如果終端站點(diǎn)出現(xiàn)問題，則有可能會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)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(shè)備（圖12）。

圖12 有源終端電阻

有源終端電阻可以單獨(dú)供電，安裝在網(wǎng)段的兩端，保證網(wǎng)段內(nèi)任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題，都不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備超過(guò)32個(gè)，或者波特率對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊距離已經(jīng)超出規(guī)定范圍時(shí)，就應(yīng)該使用RS485中繼器來(lái)拓展網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)中實(shí)際連接的硬件超過(guò)32個(gè)時(shí)，或者所對(duì)應(yīng)的波特率超過(guò)一定的距離時(shí)（表3），則需要增加相應(yīng)的RS485中繼器來(lái)進(jìn)行物理網(wǎng)段的擴(kuò)展。

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

圖13 RS485中繼器

使用RS485中繼器時(shí)，需要注意幾個(gè)問題：

1） 安裝問題

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

l  信號(hào)放大是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實(shí)現(xiàn)的，同一網(wǎng)段內(nèi)信號(hào)不能放大；因而需要進(jìn)行距離擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)必須是接在網(wǎng)段2上；

l  兩個(gè)網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而RS485中繼器除了擴(kuò)展網(wǎng)段外，還有一個(gè)作用就是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離。

l  這兩個(gè)網(wǎng)段是都是指物理網(wǎng)段，與STEP7硬件組態(tài)中所組態(tài)的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)沒有關(guān)系，不同的物理網(wǎng)段仍然可以屬于同一個(gè)PROFIBUS邏輯網(wǎng)絡(luò)。

l  在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，RS485中繼器也是一個(gè)信號(hào)收發(fā)設(shè)備，占一個(gè)物理設(shè)備的位置，但不需要分配站號(hào)，因而注意在物理連接站點(diǎn)時(shí)，每個(gè)網(wǎng)段所連接的從站數(shù)是小于32的。擴(kuò)展的距離則對(duì)應(yīng)于每個(gè)波特率的傳輸距離（表3）。

2 ）終端電阻的設(shè)置問題

由于兩個(gè)接口分別屬于不同的物理網(wǎng)段，因此中繼器上終端電阻的設(shè)置往往比較容易混淆。

① 中繼器做為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

圖14  中繼器做為網(wǎng)絡(luò)終端站點(diǎn)

在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，中繼器連接了網(wǎng)段1和網(wǎng)段2，由于中繼器內(nèi)部是隔離的，因而做為網(wǎng)段1來(lái)講，中繼器就是該網(wǎng)段的一個(gè)終端設(shè)備，因而在網(wǎng)段1中，應(yīng)該將PROFIBUS網(wǎng)線接在A1/B1上，同時(shí)網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置為“On”；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時(shí)終端電阻設(shè)置為“On”。

在這種網(wǎng)絡(luò)中，上下兩個(gè)網(wǎng)段中，zui多都還可以連接31個(gè)從站設(shè)備。

②中繼器在的兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

圖15  中繼器在的兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展

此時(shí)，中繼器的網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都是網(wǎng)絡(luò)中間的一個(gè)站點(diǎn)，即終端電阻為“Off”，網(wǎng)段1的總長(zhǎng)度為200米（1.5M bps），網(wǎng)段2的總長(zhǎng)度也為200米（1.5M bps）。兩個(gè)網(wǎng)段之間是電氣隔離的。

3 ）隔離網(wǎng)段

中繼器除了具有信號(hào)放大、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的作用，還可以將不同的兩個(gè)物理網(wǎng)段進(jìn)行電氣隔離，從而避免兩個(gè)網(wǎng)段之間的EMC干擾。

圖16 隔離2個(gè)網(wǎng)段

由于網(wǎng)段之間是隔離的，因而如果 斷開PE端時(shí)，可以將兩個(gè)網(wǎng)段分別按照接地和不接地的兩個(gè)網(wǎng)段進(jìn)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(zhì)，通過(guò)光纖連接的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，且光纖本身不受電、磁的影響，比較適合長(zhǎng)距離、戶外鋪設(shè)和抗電磁兼容的環(huán)境。

支持PROFIBUS光纖通訊的設(shè)備有OLM和OBT。其中OLM是做為主干網(wǎng)設(shè)備使用的，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，需要進(jìn)行一定的撥碼參數(shù)的設(shè)置；而OBT只是做為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。

1) OLM (Optical link Module)

OLM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有以下幾種：

l  點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

l  線性拓?fù)?/strong>

l  星形拓?fù)?/strong>

l  冗余光纖環(huán)網(wǎng)       

圖 17  OLM V4

① 線性拓?fù)?/strong>

圖18 OLM的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

②星形拓?fù)?/strong>

圖19 OLM的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

③OLM的冗余環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖20 冗余環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在冗余環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有的OLM必須型號(hào)相同，且DIP開關(guān)的設(shè)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(qǐng)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(zhì)轉(zhuǎn)換的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中使用，不具有OLM的組網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)中的使用

3 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)范

了解了PROFIBUS的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹，同時(shí)會(huì)結(jié)合一些現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)例加以說(shuō)明。

3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)則

設(shè)計(jì)一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，首先需要了解PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟?guī)則：

①    PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；

②    每個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論上zui多可連接127個(gè)物理站點(diǎn)，其中包括主站、從站以及中繼設(shè)備；

③    網(wǎng)絡(luò)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(duì)應(yīng)關(guān)系（見表3）；

④    每個(gè)物理網(wǎng)段zui多32個(gè)物理站點(diǎn)設(shè)備，物理網(wǎng)段兩終端都需要設(shè)置終端電阻或使用有源終端電阻；

⑤    每個(gè)網(wǎng)段的通訊距離或者設(shè)備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展，中繼器zui多可串聯(lián)9個(gè)；

⑥    每個(gè)中繼設(shè)備（RS485中繼器、OLM）也做為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)物理站點(diǎn)，但沒有站號(hào)；

⑦    網(wǎng)絡(luò)支持多主站，但在同一網(wǎng)絡(luò)中，不建議多于3個(gè)主站；

⑧    在Step7軟件中進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照從小到大的順序設(shè)置從站站號(hào)，且應(yīng)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(rèn)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(gè)，站號(hào)設(shè)置一般為 3~125。

⑩    如果網(wǎng)絡(luò)中涉及到分支電纜，則應(yīng)注意分支電纜的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守PROFIBUS的協(xié)議規(guī)定，比如：波特率1.5Mbps時(shí)，網(wǎng)段中分支電纜總長(zhǎng)度6.6米（表5）。