上海西皇电气设备有限公司
上海西皇电气设备有限公司本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针,致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成,拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量,尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公司的技术特长,几年来,上海西皇公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧密合作过程中,建立了良好的相互协作关系,在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年成倍增长,为广大用户提供了SIEMENS的较新 技术及自动控制的较佳解决方案,
上海西皇自动化科技有限公司在经营活动中精益求精,具备如下业务优势:
产品种类齐全,原装正品,公司设有维修中心,*级维修
主营变频器、电机、PLC、电路板等维修与销售
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随着现场总线的应用领域不断扩大,PROFIBUS技术也在不断的发生着变化,例如FMS行规目前已经不再使用,而DP和PA的应用会越来越多,另外类似Motion Control with PROFIBUS 和PROFIsafe 等新的行规也都会随着应用而逐渐普及。
但无论那种行规,涉及到的硬件和网络形式基本都是一致的(PA除外)。因此这里我们从较基本的网络硬件着手,介绍PROFIBUS的网络连接方式。
2 PROFIBUS网络硬件
PROFIBUS网络主要涉及到的硬件包括:PROFIBUS接口,通讯介质,PROFIBUS插头,中继器,诊断中继器,OLM以及有源终端电阻等。
2.1 PROFIBUS接口
PROFIBUS接口是RS485串口,一般采用SUB-D female的接口,其管脚定义为:
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一般CPU或者CP板卡都采用该接口。该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。而当CPU安装在底板上时,其“PE”与底板是连通的,此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理,则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。
2.2 通讯介质
关于通讯介质,在表1的OSI模型中已经规定:PROFIBUS网络支持RS485的电缆和光纤两种通讯介质。当然,现在也有支持无线通讯的设备,但我们目前面对的主要还是有线介质的用户。
2.2.1 PROFIBUS 电缆
PROFIBUS(类型1)介质是一根屏蔽双绞电缆,屏蔽可以提高电磁兼容(EMC)能力。
类型1:NRZ位编码与EIA RS-485信号结合,目的是降低总线耦合器成本,耦合器可以使站与总线之间电气隔离或非电气隔离;需要总线终端器,特别在较高数据传输速率(达到1500 k bits/s)时更需要。类型1规范描述平衡的总线传输,符合美国标准EIA RS-485(EIA: 电气工业协会;RS-485: 平衡的数字多点系统中使用的收/发器的电特性标准)。在双绞线两端的终端器使得类型1的物理层支持高速数据传输。传输速率≤93.75 kbits/s时,较大电缆长度为1.2km 。对1500 kbits/s的速度,较大长度减到70/200m(对B/A型电缆)。
PROFIBUS电缆的特性阻抗应在100Ω到220Ω之间,电缆电容(导体间)应该<60pF/m,导线截面积应≥0.22mm2(24 AWG)。电缆选择标准参见美国标准EIA RS-485的附录。
两类电缆的特性:
电缆参数
A型
B型
阻抗
135Ω-165Ω
(f=3到20MHz)
100Ω-130Ω
(f>100kHz)
电容
<30pF/m
<60pF/m
电阻
≤110Ω/Km
-
导线截面积
≥0.34mm2 (22AWG)
≥0.22mm2(24AWG)
表2 电缆规格
下面的表指出两类电缆(A和B)对不同传输速度时的较大长度
波特率
[kbit/s]
9.6~93.75
187.5
500
1500
3000~12000
A型电缆
长度(m)
1200
1000
400
200
100
B型电缆
长度(m)
表3 不同传输速度时的电缆长度
标准PROFIBUS电缆为屏蔽双绞电缆,其中数据线有两根:A-绿色和B-红色,分别连接DP接口的管脚3(B)和8(A),电缆的外部包裹着编织网和铝箔两层屏蔽,较外面是紫色的外皮(图1)。
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图1 标准PROFIBUS电缆
标准的PROFIBUS电缆一般都是A类电缆。
除了标准PROFIBUS电缆,还有许多其它特殊类型的电缆可以用于特定的环境:
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图2 各种类型的PROFIBUS电缆
为了方便将PROFIBUS的外皮以及屏蔽层按照固定的长度进行切除,减少剥线的时间和剥线过程中将电缆破坏或者造成短路的可能,西门子还提供了PROFIBUS快速剥线工具(订货号:6GK1 905-6AA00)(见图3)。
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图3 PROFIBUS快速剥线工具
2.2.2光纤及接口
光纤通讯具有很多优点,比如传输距离远,抗电磁干扰性好,且光纤尺寸小,重量轻,耐腐蚀性好,便于敷设等。当然也有缺点:光纤弯曲半径不能过小,光纤连接处及终端不容易处理等等。
上海西皇电气设备有限公司
上海西皇电气设备有限公司凭借雄厚的技术实力及多年从事 SIEMENS 产品的销售经验,本着树立公司形象和对用户认真负责的精神开展业务,赢得了 SIEMENS 公司与广大用户的**及大力支持。但公司并未仅仅满足与现状:随着 SIMATIC S7 系列中小型 PLC 产品 S7200 、 S7300 及变频器 MM420 、 MM440 系列的成功推出,其优越的性能价格比受到众多配套生产厂商的关注,在纺织机械生产行业腾西公司先后采用 S7 PLC 及 MM 、 MDV 变频器产品的电气控制系统的设计与编程,并在北京国际纺机展览会上获得了全面的成功;在其他行业如、上海供水装置的合作中也取得了良好的业绩,并在售后服 务方面赢得了用户的一致**。
公司主营:西门子数控系统,S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人机界面,变频器,DP总线,MM420 变频器MM430 变频器MM440 6SE70交流工程调速变频器6RA70直流调速装置 SITOP电源,电线电缆,数控备件,伺服电机等工控产品.
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《我司只销售西门子原装正品,享受西门子免费一年保修,欢迎来电洽谈!》
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信誉**,客户至上是公司成立之初所确立的宗旨,在公司**的严格要求和员工们不折不扣地贯彻执行下发展延续至今。“假一罚十”一直是我公司的主动承诺。
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PROFIBUS FC 标准电缆 GP, 2 芯总线,有屏蔽, 特殊结构用于 快速安装,供货单位: 较大 1000m, 较小订货量 20m 按米销售
6XV1840-2AH10
工业以太网 FC TP 标准电缆,GP 2x2 (PROFINET 类型 A), TP 安装导线用于 连接至 IE FC RJ45 2x2, 通用, 4 芯屏蔽 CAT 5E, 按米销售,供货单位较大 4000m 较小订购量 20m
6XV1830-3EH10
PROFIBUS FC 拖曳电缆, PROFIBUS 拖曳电缆,较多 加速度 4m/QS min. 3 每分钟百万次弯曲循环 2 芯弯曲半径约 120mm 有屏蔽,按米销售 供货单位较大 1000m 较小订货量 20m
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PROFIBUS FC Process Cable 总线用于 IEC 61158-2 护套颜色 黑色,用于非 防爆应用,2 芯 屏蔽,按米销售 供货单位较大 1000m 较小订货量 20m
使用RS485中继器时,需要注意几个问题:
1) 安装问题
l RS485中继器上下分为两个网段,其中A1/B1 和 A1’ / B1 ‘ 接口是网段1的一个PROFIBUS接口,A2/B2 和 A2’ / B2 ‘ 接口是网段2的一个PROFIBUS接口,PG/OP 接口属于网段1;
l 信号放大是在网段1和网段2之间实现的,同一网段内信号不能放大;因而需要进行距离扩展的网络必须是接在网段2上;
l 两个网段之间是物理隔离的,因而RS485中继器除了扩展网段外,还有一个作用就是可以进行网络隔离。
l 这两个网段是都是指物理网段,与STEP7硬件组态中所组态的PROFIBUS网络没有关系,不同的物理网段仍然可以属于同一个PROFIBUS逻辑网络。
l 在网络拓扑中,RS485中继器也是一个信号收发设备,占一个物理设备的位置,但不需要分配站号,因而注意在物理连接站点时,每个网段所连接的从站数是小于32的。扩展的距离则对应于每个波特率的传输距离(表3)。
2 )终端电阻的设置问题
由于两个接口分别属于不同的物理网段,因此中继器上终端电阻的设置往往比较容易混淆。
① 中继器做为终端设备的网络拓展
另外STEP7还提供了一些PROFIBUS的诊断功能块,比如FB125/FC125等,方便用户通过编程的方式在程序运行中诊断PROFIBUS网络中出现的故障,同时可将故障信息直接显示在上位机画面上。
软件的诊断方式都支持到通道级的诊断。
5 结束语
PROFIBUS总线的应用场合非常多,应用环境也各不相同,但只要严格按照PROFIBUS的规范进行网络拓扑的设计、遵守布线规则、处理好系统的“地”与“接地”等,将在很大程度上避免总线网络使用中出现的各种问题。因此,希望广大的用户在阅读本文的基础上,能够继续参照PROFIBUS的安装和使用手册来正确的应用PROFIBUS现场总线,保证PROFIBUS总线网络和整个自动化项目的正常运行。