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西門子DP總線電纜 

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西門子PROFIBUS通訊電纜型號：6XV1830-0EH10，6XV1830-3EH10

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機械數據 電線數量2屏蔽層規格重疊的鋁膠合箔，包裹鍍錫銅線制成的屏蔽編織層FastConnect是Outer diameter 內導體0.65 mm芯線絕緣2.55 mm電纜內部護套5.4 mm電纜護套8 mm外徑的對稱公差 / 電纜護套0.4 mm材料 芯線絕緣PE電纜內部護套PVC電纜外皮的PVC顏色 數據線的芯線絕緣紅色 / 綠色電纜護套紫色彎曲半徑 一次性彎曲時 / 許可***值37.5 mm多次彎曲時 / 許可***值75 mm拉力負荷 / ***值100 N單位長度重量80 kg/km?

　　西門子DP總線電纜逐漸在工業現場推廣，不少設備不但具有傳統儀表的功能，而且還具備現場總線的功能、在DCS中，西門子DP總線被廣泛應用?，F場總線在使用中需要注意以下幾個問題：

1）通信距離。西門子DP總線電纜的通信距離一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率時，采用標準電纜，可以達到200m，如果采用187.5kbps速率，可以達到1 000m。通信距離有兩層含義，***個，是兩個節點之間不通過中繼器能夠實現的距離，一般來說，距離和通信速率成反比；另一個，是整個網絡遠的兩個節點之間的距離。往往在廠家的介紹材料中對于此類的描述不夠清楚，在實際使用中，必須考慮整個網絡的范圍，電磁波信號在電纜中傳遞是需要時間的，特別在—些高速的現場總線中，如果增大距離，就必須對一些通信參數進行修改；

2）線纜選擇?，F場的環境決定西門子DP總線電纜的通信速度和通信介質。一般而言，西門子DP總線電纜采用電信號傳遞數據，在傳輸的過程中不可避免地收到周圍電磁環境的影響。大多數現場總線采用屏蔽雙絞線。必須注意的是，不同種類現場總線要求的屏蔽雙絞線可能是不同的?，F場總線的*一般規定一種***的線纜，在正確使用這種線纜的條件下才能實現規定的速率和傳輸距離。在電磁條件極度惡劣的條件下，光纜是合理的選擇，否則局部的干擾，可能影響整個現場總線網絡的工作；

3）隔離。一般來說，西門子DP總線電纜的電信號與設備內部是電氣隔離的?，F場總線電纜分布在車間的各個角落，一旦發生高電壓串入，會造成整個網段所有設備的總線收發器損壞。如果不加以隔離，高電壓信號會繼續將設備內部其他電路損壞，導致嚴重的后果；

4）屏蔽。西門子DP總線電纜采用的屏蔽電纜的外層必須在一點良好接地，如果高頻干擾嚴重，可以采用多點電容接地，不允許多點直接接地，避免產***回路電流；

5）連接器。西門子DP總線電纜一般沒有對連接器做嚴格的規定，但是如果處理不當，會影響整個系統通信。例如，現場總線一般采用總線型菊花鏈連接方式，在連接每一個設備時，必須注意如何不影響在現有通信的條件下，實現設備插入和摘除，這對連接器就有一定的要求；

6）終端匹配。西門子DP總線電纜信號和所有電磁波信號一樣具有反射現象，在總線每一個網段的兩個終端，都應該采用電阻匹配，***個作用可以吸收***，第二個作用是在總線的兩端實現正確的電平，保證通信。因此，現場總線技術是控制、計算機、通訊技術的交叉與集成，它的出現和快速發展體現了控制領域對降低成本、提高可靠性、增強可維護性和提高數據采集的智能化的要求。

西門子DP總線電纜應用領域

每種總線大都有其應用的領域，比如FF、PROFIBUS-PA適用于石油、化工、***、冶金等行業的過程控制領域；LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運輸、農業等領域；DeviceNet、西門子DP總線適用于加工制造業，而這些劃分也不是***的，每種現場總線都力圖將其應用領域擴大，彼此滲透。

12背景

編輯

大多數的現場總線都有一個或幾個大型跨國公司為背景并成立相應的***，力圖擴大自己的影響、得到更多的*。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持，并成立了PROFIBUS用戶***。WorldFIP以Alstom公司為主要后臺，成立了WorldFIP用戶***。

地區標準

為了加強自己的競爭能力，很多總線都爭取成為***或者地區的標準，比如PROFIBUS已成為德國標準，WorldFIP已成為法國標準等。

制造商

為了擴大自己產品的使用范圍，很多設備制造商往往參與不止一個甚至多個總線***。

協調

由于競爭激烈，而且還沒有哪一種或幾種總線能一統市場，很多重要企業都力圖開發接口技術，使自己的總線能和其他總線相連，在標準中也出現了協調共存的局面。

工業自動化技術應用于各行各業，要求也千變萬化，使用一種現場總線技術也很難滿足所有行業的技術要求；現場總線不同于計算機網絡，人們將會面對一個多種總線技術標準共存的現實世界。技術發展很大程度上受到市場規律、商業利益的制約；技術標準不僅是一個技術規范，也是一個商業利益的妥協產物。而現場總線的關鍵技術之一是彼此的互操作性，實現現場總線技術的統一是所有用戶的愿望。

13主流總線

編輯

下面就幾種主流的現場總線做一簡單介紹。

1、***會現場總線（FoundationFieldbus 簡稱FF）

這是以美國Fisher-Rousemount公司為首的聯合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家公司制定的ISP協議和以Honeywell公司為首的聯合歐洲等地150余家公司制定的WorldFIP協議于1994年9月合并的。該總線在過程自動化領域得到了廣泛的應用，具有良好的發展前景。

***會現場總線采用標準化***ISO的開放化系統互聯OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數據鏈路層、應用層，另外增加了用戶層。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率，前者傳輸速率為31.25Kbit/秒，通信距離可達1900m，可支持總線供電和本質安全防爆環境。后者傳輸速率為1Mbit/秒和2.5Mbit/秒，通信距離為750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發射，協議符號IEC1158-2標準。FF的物理媒介的傳輸信號采用曼切斯特編碼。

2、CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域網）

早由德國BOSCH公司推出，它廣泛用于離散控制領域，其總線規范已被ISO標準***制定為標準，得到了Intel、Motorola、NEC等公司的支持。CAN協議分為二層：物理層和數據鏈路層。CAN的信號傳輸采用短幀結構，傳輸時間短，具有自動關閉功能，具有較強的抗*力。CAN支持多主工作方式，并采用了非***壞性總線仲裁技術，通過設置優先級來避免沖突，通訊距離遠可達10KM/5Kbps/s，通訊速率***可達40M /1Mbp/s，網絡節點數實際可達110個。已有多家公司開發了符合CAN協議的通信芯片。

西門子DP總線電纜產品特點：?

　西門子DP總線是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術[2-3],可實現現場級到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三個兼容部分組成。其中ProfiBus-DP和PA的特點如下[1,5]:

　　西門子DP總線是適用于自動控制系統與分散I/O 之間的高速通信；可取代24 V 或4~20 mA 的串聯式信號傳輸；使用RS 485傳輸技術或光纖媒體。

　　西門子DP總線是專為過程自動化設計；可將變送器和執行器連接到一根公共總線，可用于本質安全領域；數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協議，還具有PA行規。

　　本文將采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信協議來構建過程控制系統。

　　2 系統架構

　　本過程控制系統用于模擬對工業現場液位、溫度等信息的采集、處理，PID 控制和控制工藝流程的實時監控。系統通過西門子DP總線進行數據傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機進行通信和遠程控制，從而使整個控制系統實現網絡化和數字化?？刂葡到y結構圖如圖1所示。

　　系統主要包含上位監控機、CPU、以太網通信模塊、DP鏈路、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器、閥門***器、電磁流量計等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多點通信功能的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].

　　3 系統組態

　　3.1 硬件組態

　　針對西門子S7-300 PLC 來說，其硬件組態是通過Step7 軟件來實現的。組態過程主要包括以下幾個步驟。

　　（1）新建項目

　　新建項目時需選擇好存儲路徑和項目名稱。

　?。?）添加工作站

　　右鍵點擊新建的站點名字，選擇插入SIMATIC300 Station.

　?。?）硬件配置[7]

　　雙擊Hardware 進入硬件配置界面，從右側硬件列表中拖入機架，并按實際機架上模塊的順序依次添加電源、CPU（315-2DP）、AI/AO模塊。DP/PA link等。根據每個測試系統的不同，有選擇的在PA層掛入變頻器、流量計、變送器和電磁閥等對象。圖2是組態完的結果。

　　西門子DP總線電纜產品?注意事項：

　　① 硬件配置必須和實際PLC 上掛的模塊*，具體的設置參數要看模塊左下方的訂貨號。

　?、?CPU 地址設為2,其余模塊地址從4 開始，且不能重復[8].

　　③ 設置ProfiBus網絡參數為1.5 Mb/s（DP）。

　?、?模塊地址需記住，因為編程的時候要用到。尤其是AI/AO模塊地址要記住，以保證數據的正確通信。

　　⑤ AI/AO模擬量模塊的輸入和輸出通道信號類型此處設為兩線制4~20 mA.

　　⑥ 硬件配置好后可選擇保存編譯。

　　（4）程序編寫PLC 程序是用于實現現場數據的采集、處理，及Wincc監控頁面和PLC之間的互聯通信。

　　PLC 程序主要包含主程序塊，故障診斷***塊，功能函數塊FB41（連續控制PID），DB數據塊。FB41函數塊的參數設置是程序編寫的***，主要針對MAN_ON、PVPER_ON、PV_FAC、PV_OFF、LMN_FAC、LMN_OFF、SP_INT、LMN_PER 等參數進行設置。具體的定義和設置要求可通過查閱幫助文件來獲取。

　　3.2 通信組態

　　在Step7 軟件的option 選項里選擇Set PG/PC Inter-face,把通信協議改為CP5611（MPI），點擊“Diagnostics”

　　按鈕進入測試頁面。點擊“Test”按鈕顯示正常，然后點擊“Read”按鈕讀到PLC地址為2表示通信成功。

　　軟硬件均編譯通過后，即可***進PLC.

西門子DP總線電纜產品功能介紹：?

　　3.3 監控頁面組態

　　本例中用Wincc 軟件來驅動Step7 的變量，實現對程序的監控。

　　（1）新建項目和添加驅動程序

　　新建項目時需設置項目類型、名稱和路徑。

　　選擇變量管理--新建驅動程序--插入SIMAT-IC S7 PROTOCOL SUITE.此通信驅動程序支持多種網絡協議和類型，此處選擇MPI（和PLC 的通信協議*），并設置站地址為2.

　?。?）組態變量

　　Wincc 變量類型主要有過程變量和內部變量。其中過程變量是真實值，位于PLC的存儲器中。內部變量表示在Wincc中用來計算或模擬的內部值，不與PLC之間進行通信。每個變量在組態時需定義變量名稱和類型。過程變量還需選擇PLC中地址和數據格式變換。

　　（3）創建過程畫面

　　過程畫面是由圖形編輯器來完成的。在該界面中可添加全部欲在運行狀態下顯示的內容。Wincc 的圖庫中提供了豐富的圖形，只需選擇拖入畫面即可。“對象選項板”的“標準板”中列出了線、靜態文本、輸入輸出域等對象；“控件板”中列出了時鐘、報警控件、在線表格控件、在線趨勢控件等。圖3 是組態完成后的一個監控畫面。

　　注意事項：

　?、?畫面中需動態顯示的文本框、圖形、按鈕、輸入/輸出域、滾動條等一定要設置好連接的變量名，同時亦可在屬性選項中更改顯示方式等參數。

　?、?運行系統中如需采集、處理和歸檔工業現場的過程數據，并創建過程數據變化趨勢曲線時，需先對數據進行歸檔處理，將其存儲在歸檔數據庫中，并用表格或趨勢曲線的形式輸出當前過程值或已歸檔過程值。

　　歸檔中要設置歸檔變量名、歸檔周期。圖3 使用了Wincc Online Trend Control這個ActiveX 控件來顯示過程數據變化趨勢。

　?。?）創建腳本

　　Wincc 可以通過使用函數和動作使項目中的過程動態化，可自行建立項目函數，也可建立全局動作腳本來實現動態顯示要求。

　?。?）設置系統運行屬性和***項目

　　在Wincc 資源管理器的左邊子窗口中點擊“計算機”進行設置。設置內容包括計算機的名稱、運行畫面的外觀、起始畫面、標題、畫面大小等。

　　全部組態結束后，即可點擊***按鈕，觀看項目的動態可視化監控畫面了。

　　注意事項：

　　① 若運行項目是從其他計算機上拷過來的，必須更改計算機名為當前計算機名。

　?、?選擇在運行時需啟動的組件，可選擇圖形運行系統、報警記錄運行系統、變量記錄運行系統等。

　?、?熱鍵在組態階段不需屏蔽，當組態結束進入使用階段，則須將所有熱鍵屏蔽。

　　4 結語

　　通過這一過程控制系統的軟硬件組態，可掌握PLC技術、組態技術和PID控制技術，具有一定的實用價值。本文是基于西門子DP總線、Siemens PLC和Wincc組態軟件，構建了一個典型的工業過程運行和監控系統。在具體構建過程中，因項目的差異，可靈活選擇不同的組網和通信方式。本文提供的僅是一個范例，只要掌握了基本方法，還可以將其進一步推廣到其他控制領域。

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信譽，客戶至上是公司成立之初所確立的宗旨，在公司的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執行下發展延續至今。“假一罰十”一直是我公司的主動。
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西門子的解決方案正在支持中國轉型升級。西門子將電氣化、自動化、數字化的力量融入各行各業，以前所未見的高度、速度、精度和深度，讓關鍵所在，逐一實現。有一種力量，正在支持我們前行，源于博大精深，同心致遠

工廠自動化惠及全廠

如何高效應用電能與水資源？ 如何靈活地更改生產工藝？亦或是如何實現產品全程無縫跟蹤？如何實施性（跨多個生產基地）質量保證與質量檢查？作為食品飲料行業的合作伙伴，西門子將為您排憂解難：憑借豐富的行業經驗與全面廣泛的工廠自動化和傳動解決方案產品組合，顯著提高生產效率與生產力。

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無論是生產過程中的性能擴展、優化，亦或是現有設備的現代化升級改造，西門子作為的合作伙伴值得您信賴，成熟可靠的工廠范圍內全集成自動化系統，持續提升企業市場競爭力。憑借豐富的行業經驗與的背景，西門子的解決方案可實現虛擬規劃與實際生產的銜接。這一系列驅動與自動化產品涵蓋整個生產鏈，從初期的生產規劃到工廠工程組態，從實際的生產運行到后期的系統維護，從生產車間到運營管理，。

工廠自動化解決方案的顯著優勢

• 連接 ERP - 自動化層級與管理級的互連

• 生產線監控系統 (LMS) – 生產數據的實時自動采集與分析，確保工廠性能持續性優化

• 生產線可視化系統 (HMI) – 基于預組態的模板，所有運行狀況一目了然

• 生產線控制單元 (LCU) – 協調所有設備運轉速度，實現生產線應用優化

• 工廠數據接口 – 實現各類標準設備的快速集成

全集成自動化

全集成自動化是西門子食品飲料行業解決方案的核心技術，也是工廠自動化實施的根本所在。這種開放式系統架構包含一系列精心設計的系統組件，可適用于所有生產過程。其中，不同系統組件協同、無縫銜接，滿足各種高可靠性工業任務需求。以上諸多特性全都基于性能共享：統一*的數據管理、統一標準，標準軟硬件接口。這種系統架構優勢彰顯：工程組態與，產品面市時間大幅縮短，同時生成加工的靈活性顯著提升。

物超所值 ...

西門子的工廠自動化解決方案功能強大且涵蓋所有項目階段，可實現工廠項目全面獲益。

... 設備安裝

憑借數據塊、連接方式與用戶界面標準化，不僅工程組態速度大幅提高，同時還顯著降低了錯誤機率。

... 系統集成

所有項目操作的系統化與標準化，可確保高品質低成本的項目管理并顯著加快系統調試的速度

... 工廠運營

所有操作數據自動采集與顯示，操作員可根據需要隨時訪問，輕松實現生產與質量標準的要求。不僅如此，由于數據高度透明，生產線管理層與維護工程師對獲取的數據進行快速準確的分析與報表制作。公司高層管理人員更是可根據這些可靠數據，輕松制定各種生成投資與持續優化等戰略決策。

集成配電解決方案

憑借全集成能源管理系統，西門子將為您提供從中壓配電到終端耗電設備的端到端配電解決方案， 充分發掘工業樓宇和功能性樓宇的節能潛力。其中，能源管理系統至關重要，旨在顯著提高能源消耗的清晰度、能源品質和配電系統的可用性。

節能增效驅動技術

節能增效型驅動裝置可節省大量能源。西門子的此類變頻器和電機產品系列種類繁多，與標準電機相比，能耗降低可達 40%。

智能水處理

西門子具有豐富的水處理經驗，可提供各種功能強大且應用廣泛的解決方案和服務。例如，過程和生產用水處理系統、廢水凈化系統、消毒系統、生物處理系統和高回收率廢水回收的全套解決方案。

•  水處理技術

經濟高效地快速調整批生產

根據市場動態快速調整生產過程，不僅可以顯著降低配方與任務切換成本，同時還可大幅提高生產的靈活性。為此，西門子性能的各種系統將為您提供鼎力支持。

靈活的批生產自動化

同時實現生產靈活性與高效性？無需擔心，西門子的 SIMATIC PCS 7 過程控制系統與 SIMATIC Batch 使這一目標成為可能。目前，市場上的其它系統尚無法實現如此快速便捷的生產過程重新排程。無論批次大小，無關配方類型，只需一個按鈕，即可輕松完成整個生產工序快速重排。西門子的創圖形配方編輯器，極大簡化了配方的創建和更改過程。

高效灌裝與包裝

西門子推出的另一個標準優化包裝生產線全集成自動化解決方案，將為您解決高效灌裝和包裝難題。

其中，集成運動控制解決方案可實現灌裝機與包裝生產線的快速安裝與更換。例如，使用西門子的 SIMOTION 運動控制系統和標準軟件模塊，只需輕輕一按，輕松完成新產品或新配方的快速切換。

持續性總成本降低

所有的食品飲料企業都在嘗試通過各種不同方式降低總擁有成本 (TCO)。企業的總擁有成本主要包含初期的原料采購成本，以及運營過程中的各種成本、維修與維護費用等等。在此，我們拋磚引玉，簡要介紹一些常用的經濟型高效解決方案。

集成自動化

全集成自動化是西門子食品飲料行業解決方案的核心基礎，用于輕松集成所有生產工序，實現從現場級到管理級信息數據的無縫銜接。由于采用統一標準，可將接口兼容性故障降至低，從而顯著縮短系統的整個生命周期時間并大幅降低運營成本。

智能管理與 IT 系統

西門子的智能管理與 IT 解決方案，將所有相關操作區域集成到一個完整的系統架構中：從過程自動化、設備管理、發電與配電、MES 到系統維修與維護，面面俱到。

高效灌裝與包裝

西門子推出的優化包裝生產線 (OPL) 采用連續自動化技術，可實現生產線中灌裝與包裝系統的高度集成與優化。采用 OPL 技術時，整個工廠采用一個通用的自動化和通信標準和各種標準接口（符合 OMAC 和 Weihenstephan 標準），可實現所有設備間的銜接與無縫集成，極大簡化了操作、維修與維護過程。

可持續性資源管理

西門子的解決方案可大幅提高電能與水資源的利用率。例如，集成供電解決方案、高效水處理的創新性系統與服務，以及對單個樓宇進行高效互連的智能樓宇服務解決方案等不一而足。