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天津省西門子總線電纜*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

     :3548508227

診斷中繼器具有對線纜進行診斷的功能，這樣就可以盡早的檢測和定位電纜上的故障點。

為了能夠在網絡上定位故障點，診斷中繼器必須知道所連接的 PROFIBUS 子網的網絡拓撲結構。使用“預備電纜診斷”功能，診斷中繼器能夠確定出到所有的節點的距離。

在 STEP 7 的硬件配置中或者網絡視圖中，通過菜單命令 "PLC > PROFIBUS > Prepare Line Diagnostics" 來觸發“預備電纜診斷”功能。

也可以在 CPU 的用戶程序中，使用系統功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 來觸發拓撲結構的識別。當調用系統功能塊 SFC103 "DP_TOPOL" 時，DP 主站系統上的診斷中繼器被尋址。

天津省西門子總線電纜*總代理商        電 話：（同號）
在一個 DP 主站系統上只能同一時刻只能運行一個拓撲結構識別。

--在同一時刻，只能針對一個DP主站系統進行拓撲檢測。

確定出拓撲結構是當錯誤發生時能夠詳細的顯示故障位置的先決條件。當每次設置或者更改 DP 主系統的物理結構時，都要通過 SFC103 "DP_TOPOL" 運行拓撲結構的檢測。

西門子DP接頭           西門子DP插頭  

西門子DP電纜        西門子總線

PROFIBUS的zui大優點在于具有穩定的標準EN50170作保證，并經實際應用驗證具有普遍性。目前已廣泛應用于制造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等領域。PROFIBUS由3個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布I/O系統）、PROFIBUS-PA（Process Automation，現場總線信息規范）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，過程自動化）。PROFIBUS-DP是一種高速、低成本通信，專門用于設備級控制系統與分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代24V DC或4~20mA信號傳輸。PORFIBUS-PA專為過程自動化設計，可使傳感器和執行機構連在一根總線上，并有本質安全規范。PROFIBUS-FMS用于車間級監控網絡，是一個令牌結構的實時多主網絡。

1．PROFIBUS的協議結構
PROFIBUS協議結構是根據ISO7498標準，以OSI作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口。第3到7層未加描述。用戶接口規定了用戶及系統以及不同設備可調用的應用功能，并詳細說明了各種不同PROFIBUS-DP設備的設備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1、2、7層，應用層包括現場總線信息規范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括了應用協議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務；LLI協調不同的通信關系并提供不依賴設備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數據傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協議。另外，PA還描述了現場設備行為的PA行規。根據IEC1157-2標準，PA的傳輸技術可確保其本質安全性，而且可通過總線給現場設備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網絡。
 
2．PROFIBUS的傳輸技術
PROFIBUS提供了三種數據傳輸型式：RS-485傳輸、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。
 
（1) RS-485傳輸技術
RS-485傳輸是PROFIBUSzui常用的一種傳輸技術，通常稱之為H2。RS-485傳輸技術用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS。
RS-485傳輸技術基本特征是：網絡拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率為9.6kbps~12Mbps；介質為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環境條件；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站。RS-485傳輸設備安裝要點：全部設備均與總線連接；每個分段上zui多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運行不發生誤差；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段，串聯的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選用9.6kbps~12Mbps，一旦設備投入運行，全部設備均需選用同一傳輸速率。電纜zui大長度取決于傳輸速率采用RS-485傳輸技術的PROFIBUS網絡使用9針D型插頭。當連接各站時，應確保數據線不要擰絞，系統在高電磁發射環境下運行應使用帶屏蔽的電纜，屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復蓋，以保持良好的傳導性。
 
（2）IEC1157-2傳輸技術
IEC1l57-2的傳輸技術用于PROFIBUS-PA，能滿足化工和石油化工業的要求。它可保持其本質安全性，并通過總線對現場設備供電。IEC1157-2是一種位同步協議，可進行無電流的連續傳輸，通常稱為H1。
 
（3）光纖傳輸技術
PROFIBUS系統在電磁干擾很大的環境下應用時，可使用光纖導體，以增加高速傳輸的距離。可使用兩種光纖導體：一種是價格低廉的塑料纖維導體，供距離小于50m情況下使用；另一種是玻璃纖維導體，供距離小于1km情況下使用。許多廠商提供總線插頭可將RS-485信號轉換成光纖導體信號或將光纖導體信號轉換成RS-485信號。
 
3. PROFIBUS總線存取控制技術
PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線存取控制技術，它是通過OSI參考模型第2層（數據鏈路層）來實現的，它包括保證數據可靠性技術及傳輸協議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱之為現場總線數據鏈路層（FDL，Fieldbus Data link）。介質存取控制（M A C，   Medium Access Control）具體控制數據傳輸的程序，MAC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發送數據。PROFIBUS協議的設計要滿足介質存取控制的兩個基本要求：

• 通用技術數據
  防護等級	IP20，符合 IEC 60 529
  環境溫度
  水平安裝時	0 到 60 °C
  垂直安裝時	0 至 40 °C
  相對濕度	10 - 95%，無冷凝，相當于相對濕度 (RH)，應力等級 2，符合 IEC 61131 第 2 部分
  大氣壓	1080 ～ 795 hPa（相當于海拔 -1000 ～ +　2000 m）
  絕緣
  < 50 V	500 VDC 測試電壓
  < 150 V	2500 V DC 測試電壓
  < 250 V	4000 V DC 測試電壓
  電磁兼容性	電磁兼容性指令要求； 抗擾性，依據標準 IEC 61000-6-2
  脈沖形干擾變量	測試依據： 靜電放電：IEC 61000-4-2； 突發脈沖：IEC 61000-4-4； 浪涌脈沖： IEC 61000-4-5
  正弦干擾變量	測試依據： 高頻輻射符合 IEC 61000-4-3， 高頻去耦合符合 IEC 61000-4-6
  射頻干擾	干擾輻射：EN 50081-2 根據以下標準進行測試： 根據 EN 55016 進行輻射干擾測試： A 級限值（測量距離為 10 m） 電流電源電磁干擾，EN 55011： A 級限值，組 1
  機械負載
  抗振性	頻率范圍 10 Hz ≤ f ≤ 58 Hz 連續：振幅 0.0375 mm 間歇：振幅 0.75 mm 頻率范圍 58 Hz ≤ f ≤ 150 Hz 連續：恒定加速度 0.5 g 間歇：恒定加速度 1 g 測試標準 IEC 60068-2-6 測試方法： 5 Hz ≤ f ≤ 9 Hz，恒定振幅 3.5 mm， 9 Hz ≤ f ≤150 Hz，恒定加速度 1 g; 振動持續時間：在 X、Y、Z 三個方向上，各 10 次
  抗沖擊性	測試標準 IEC 60068-2-27 測試方法： 半正弦波： 沖擊強度 15 g（峰值），持續時間 11 ms； 沖擊方向：三個相互垂直軸的每個軸的正、負方向上

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等時模式

使用系統功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執行

總線周期時間的程序運行。

創建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創建了前后*的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術，S7-300確保可以精確地重現規定的過程響應時間。

為同步模式系統功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領域的苛刻任務。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應用領域，并確保可以獲得zui高的精度和可重現性。這意味著可以以穩定的優質產品不斷地擴大生產數量。

模塊的診斷和過程監視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監控（診斷）。
• 監控來自過程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于*狀態。在診斷分析中，必須區分可參數化和非參數化診斷消息：

• 可參數賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數啟用之后才會發出診斷消息。
• 不可參數賦值的診斷報文：
  這些消息的發出是一個常規事件，即該過程與參數化無關。

如果某個診斷消息處于激活狀態（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發起一個診斷中斷（若已經為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數化過程之后才會產生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優先級任務的執行，并接下來執行相關的診斷中斷塊（OB 82）。

西門子S7-300SM321模塊
 

硬件中斷

通過硬件中斷可以監控過程信號，并且，可以觸發針對信號變化的響應。

• 數字量輸入模塊：
  根據參數設置的不同，針對每個通道組，當信號狀態發生改變時，模塊都可以發起硬件中斷，觸發沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優先級任務的執行，并接下來執行相關的診斷中斷塊（OB 40）。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。
• 模擬量輸入模塊：
  通過上限值和下限值的參數值，可以設定其工作范圍。模塊將數字化測量值與這些極限值進行比較。當測量值違反了其中任何一個限定值時，就會觸發硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優先級任務的執行，并接下來執行相關的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進行比較。
  西門子S7-300SM321模塊

S7-300F

運行模式

S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號模塊之內。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術實現輸出和輸入信號的監控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。

若判定系統中存在故障，則將該系統切換至安全狀態。

編程

CPU 315F與安全有關的程序采用STEP 7語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運行有關的功能范圍和數據類型均限于在此處設置。編譯時使用特定的格式和參數，可以創建安全相關程序。在單個CPU中，標準程序可以同時與故障安全程序一起運行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個組件是F庫，配有TUV認可的安全相關功能的編程實例。這些編程實例可以更改，但更改必須再次認證。

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關的程序段時，必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創建F程序所需要的全部功能和塊。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

功能

與過程設備的連接

SIMATIC WinAC 軟 PLC 支持通過 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 訪問過程 I/O。SIMATIC NET 產品系列的 PROFIBUS 或 PROFINET 接口模塊和 SIMATIC PC 的集成接口就是用于此目的的。

技術功能任務

利用 WinAC 提供了全范圍的可能性來解決工藝任務：

SIMATIC 實時軟件 提供許多由 SIMATIC WinAC 直接處理的包含工藝功能的庫，包括標準 PID 控制與簡單運動控制。

• SIMATIC 功能模塊，如 FM 350 或 FM 351，可以同時用在 PROFIBUS 或 PROFINET 的 ET200M 站點上。
• 通過為 SIMATIC WinAC Basis/RTX 軟件型 PLC 而設計的 WinAC ODK 以及通過為 WinAC 插槽型 PLC 而設計的 WinAC T-Kit 可以對特種工藝任務進行開放的集成。
• 通過 WinAC RTX 和 WinAC 槽的 PROFIBUS DP 的同步模式，實現了精確的可再現響應時間，為精確、快速的控制應用提供了基礎。

通訊

SIMATIC WinAC 支持相同 PC 上的本地 SIMATIC 通訊，同時也支持通過 SIMATIC 網絡 PROFIBUS 和工業以太網/PRIFINET 實現的通訊。可以使用以下通訊連接：

• 通過 STEP7 在本地或從 PG/PC 從遠端進行編程和試運行
• 利用 WinCC 或 WinCC flexible 在本地或通過網絡進行可視化
• 與其他 WinAC 或 S7 系統進行通訊
• 通過 PROFINET 接口進行開放式通訊（TCP/UDP）
• PROFINET CBA

可視化系統接口

SIMATIC HMI 產品 WinCC flexible 和 WinCC 對所有 SIMATIC WinAC 的所有數據和功能具有*的訪問能力，這符合對全集成自動化的要求。它們可以和 SIMATIC WinAC 運行在同一個本地 PC 上，也可以通過系統支持的網絡從遠端進行工作。

即使是 SIMATIC 觸摸控制面板也可以和 SIMATIC WinAC 協調工作，而不會有任何限制。在這種情況下，通過SIMATIC WinAC 的 PROFIBUS DP 或 PROFINET IO 接口能夠進行訪問就非常有用，因為這可以保證設備在“現場”運行而又將布線降到了zui低。

WinAC OPC 服務器允許所有可視化系統訪問其過程數據。

訪問過程數據

SIMATIC NET OPC 服務器允許通過任意 OPC 客戶端應用程序訪問過程數據。

除此之外，用戶還可以利用 OPC 數據訪問自動化接口，從標準 Windows 應用程序，如 Excel 或 Access，對過程數據進行訪問。

編程

SIMATIC 軟件

基于 PC 的控制器可以使用 STEP 7 和 SIMATIC 用于生產工程的工具進行編程和組態。因此所有的 SIMATIC 編程語言也可用于 WinAC。

SIMATIC 編程語言*符合 DIN EN 6.1131-3 標準從而減少了學習與培訓的時間

另外，用于 SIMATIC S7 控制器的程序模塊能被再次用于 WinAC 中而且無需修改。

STEP 7 可用于各種控制任務：

• 控制和通訊的組態：
  基于 PC 的控制器的所有特性和與其他 SIMATIC 組件的交互可以通過 STEP 7 來處理。所有組態數據都*性集中存儲到一個位置。
• 豐富完整的編程語言：
  STEP 7 和 STEP 7 工程工具為各種控制任務提供了大量的編程語言支持。
• 本地和遠程編程：
  SIMATIC STEP 7 的完整網絡連接允許對 WinAC 在相同的 PC 上進行本地編程，還允許通過 LAN 或 WAN 進行遠程編程。
• 高效調試:
  STEP 7 對控制程序的測試和試運行提供了有效支持。包括諸如程序的在線更改，顯示和控制變量或單步處理。

SIMATIC iMap

使用 STEP 7 來對基于 PC 的控制器的實際控制功能進行編程。
系統組件和由 WinAC RTX 和 PROFINET CBA 生成的機器的互聯，使用開放式工具 SIMATIC iMap 實現。