西門子差壓變送器

正確的做法是兩個插頭都連接進線端。因為終端電阻與插頭的出線端是2選1的。終端電阻打on，進線端連接終端電阻，斷開與出線端的連接；終端電阻打off，進線端斷開與終端電阻的連接，連接出線端。

2常見的profibus總線連接

圖3 主站在總線一端點

圖3所示的是一般的profibus總線連接方法，主站位于總線的一端，終端電阻打on。
然后依次連接后面的站點，中間的站點終端電阻打off，后面的站點終端電阻打on

圖4 主站在總線中間

有時候由于現(xiàn)場設備分布的原因，主站也可以安裝在profibus總線的中間，具體做法如圖4所示。

終端電阻打on的設備不能斷電，如圖5所示profibus插頭上除了220歐的終端電阻以外還有兩個390歐的偏置電阻，并且偏置電阻上必須連接電源。

提供有各種類型的總線連接器，可優(yōu)化用于連接的設備：

總線連接器具有軸向電纜引出線（180°），可用于如 pc 和 simatic hmi op，傳輸速率高達 12 mbit/s，帶集成的總線端接電阻

帶垂直電纜引出線的總線連接器（90°）；

這種接頭采用垂直電纜引出線（有或沒有編程器接口），數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 mbit/s，帶集成的終端電阻。傳輸速率為 3、6 或12 mbit/s 時，在帶編程器接口的總線接頭和編程器之間，需要使用 simatic s5/s7 連接電纜。

有 30°電纜引出線的總線接頭（經(jīng)濟型），無編程器接口，數(shù)據(jù)傳輸速率大為 1.5 mbit/s，無集成的總線端接電阻。

profibus 快速連接 rs485 總線接頭（90°或 180°電纜引出線），傳輸速率大為 12mbit/s，采用絕緣刺破技術(shù)可實現(xiàn)快速簡單安裝（用于硬線和軟線）。

 

5plc編程方法簡單

其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖是使用得多的可編程序控制器的編程語言。梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶順序。

plc可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的順序時，梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言。用解釋順序?qū)⑺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。

6維修方便，維修工作量少。

plc有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，plc故障率很低?？梢愿鶕?jù)plc上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。

7能耗低，體積小。

使用plc后，對于復雜的控制系統(tǒng)?？梢詼p少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型plc體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。

解決plc控制系統(tǒng)應用的抗干擾問題

plc工業(yè)控制中的應用越來越廣泛。plc控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的平安生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，隨著科學技術(shù)的發(fā)展。系統(tǒng)的抗干擾能力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型plc有的集中裝置在控制室，有的裝置在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設備上，大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高plc控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求plc生產(chǎn)廠家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、裝置施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才干完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。

二、電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

1干擾源及干擾一般分類

大都發(fā)生在電流或電壓劇烈變化的部位，影響plc控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣。這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同。分為繼續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130v以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)i/o模件損壞率較高的主要原因）這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種直接疊加在信號上，直接影響丈量與控制精度。

2plc控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源

2.1來自空間的輻射干擾

其分布極為復雜。若plc系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，空間的輻射電磁場（emi主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的通常稱為輻射干擾。就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對plc內(nèi)部的輻射，由電路感應發(fā)生干擾；而是對plc通信內(nèi)網(wǎng)絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和plc局部屏蔽及高壓泄放元件進行維護。

2.2來自系統(tǒng)外引線的干擾

通常稱為傳導干擾。這種干擾在國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。主要通過電源和信號線引入。

1來自電源的干擾

因電源引入的干擾造成plc控制系統(tǒng)故障的情況很多，實踐證明。筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的plc電源，問題才得到解決。

將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，plc系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣。入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。plc電源通常采用隔離電源，但其機構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在隔離是不可能的

2來自信號線引入的干擾

除了傳輸有效的各類信息之外，與plc控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線。會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的由信號引入干擾會引起i/o信號工作異常和丈量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。plc控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成i/o模件損壞數(shù)相當嚴重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

3來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾

既能抑制電磁干擾的影響，接地是提高電子設備電磁兼容性（emc有效手段。正確的接地。又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使plc系統(tǒng)將無法正常工作。

不同接地點間存在地電位差，plc控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對plc系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均。引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必需一點接地，如果電纜屏蔽層兩端ab都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。

屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，此外。變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上發(fā)生不等電位分布，影響plc內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。plc工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響plc邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、順序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致丈量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

2.3來自plc系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射發(fā)生。模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于plc制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設計的內(nèi)容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。

三、plc控制系統(tǒng)工程應用的抗干擾設計

必需從設計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源；切斷或衰減電磁干擾的傳達途徑；提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則。為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾。

西門子PROFIBUS紫色通信電纜插頭

西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭

SPC 3 是一個帶處理器接口的預處理通信芯片。 SPC 3 處理消息幀和地址識別，處理數(shù)據(jù)備份序列以及處理 PROFIBUS-DP 的協(xié)議。

可為 Siemens SPC 3 提供附加的固件（參見訂購數(shù)據(jù)）。

DPC 31

DSPC 31 是一個帶處理器接口和集成處理器芯子（C31 芯）的預處理通信芯片。

用于將作為從站的智能現(xiàn)場裝置連接到 PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS PA。

DPC31 能夠處理全部通信任務，其特點是有一個附加的 C31 芯子用于其他應用程序。 它把 ASIC SPC3 和 SPC4-2的通信特性綜合在單一芯片之中。 此外， 集成 C31 芯子可以由用戶編程。 可為 Siemens ASIC DPC 31 提供附加的固件（參見訂購數(shù)據(jù)）。

SPC 4-2

SPC 4-2 是一個帶有不同控制器處理器接口的預處理通信芯片。 計用于組合應用中。由于其低功率管理特性，它特別適合用在實質(zhì)安全系統(tǒng)中。 TMG itec 公司1)可為 SPC 4-2 提供固件。 利用 SIM 1-2 模塊，可為 PROFIBUS PA 轉(zhuǎn)換信號。

1) 訂貨聯(lián)系地址：
TMG itec
76137 Karlsruhe
Tel. +49 (0)721 82 80 60

SIM 1-2

SIM 1-2 可作為 SPC 4-2 或 DPC 31的補充。除了這些 ASIC以外，只需幾個外部部件，即可將 PROFIBUS PA現(xiàn)場設備連接到本安網(wǎng)絡。與 SPC 4-2 或 DPC 31 結(jié)合使用，PROFIBUS PA從站可由物理連接功能實現(xiàn)通訊控制功能。

SIM 1-2 支持所有發(fā)送和接收功能（包括傳輸長控制）以及輔助電源與總線電纜之間的高阻抗去耦。 它提供了一可調(diào)穩(wěn)壓電源，同時，也支持使用幾個無源部件配置電氣隔離電源。

ASIC具有一個接口邏輯，可為電流信號的隔離提供低成本、小功率接口，作為標準信號接口備用

用于不同應用區(qū)域的不同類型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險區(qū)域（Zone 1 和 Zone 2）） 雙層屏蔽，抗干擾性能好阻燃總線連接電纜（不含鹵素）。 由于電纜上印有以米表示的長度標記，因此易于確定長度 UL    

Benefits

由于特殊的總線電纜，有很廣的應用范圍。 由于使用了雙層屏蔽電纜和集成式接地技術(shù)，網(wǎng)絡具有抗干擾功能。 采用 FastConnect （快速連接） 電纜，連接器連接簡單又快速，從而節(jié)省了時間。 產(chǎn)品中不含硅硐，因此特別適用于汽車工業(yè) （如上釉流水線）。   

Area of application

為了構(gòu)建 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡，提供有不同類型的電纜，可滿足不同類型應用的要求。一般地，應該使用所列出的電纜。有關網(wǎng)絡組態(tài)的詳細信息，請參見 PROFIBUS 網(wǎng)絡手冊。

UL

用于網(wǎng)絡電纜的 UL 列表（安全標準）對于美國和加拿大市場尤為必需。根據(jù)電纜敷設在建筑物中位置來決定適當?shù)囊?。這適用所有電纜，這些電纜從一個機器敷設到一遠程控制柜，位于電纜架上并保護著建筑物。通過 UL 的電纜在其名稱后面附加字母“GP”（通用）。

Ex

用于本質(zhì)安全 PROFIBUS DP 應用的電纜在其名稱后面附加字母“IS”（本質(zhì)安全）

SIMATIC S7-1200

SIMATIC S7-1500

SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-400

SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H

編程器

*

PC、工業(yè) PC

SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

數(shù)控

機器人控制

驅(qū)動控制器

其它廠商設備

通過點到點通信模塊進行數(shù)據(jù)通信

通過點到點通信模塊，可實現(xiàn)功能強大的點到點連接。 例如，可以連接以下設備：

SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)

掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)

機器人控制

打印機

支持的協(xié)議：

*

Freeport： 適用于通用通信的用戶可設置報文格式

3964(R) 可提高傳輸可靠性

Modbus RTU 主站

Modbus RTU 從站

USS，通過指令實現(xiàn)

接口性質(zhì)：

RS 232 帶輔助信號

RS 422 用于全雙工連接

RS 485 用于半雙工和多點連接

傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s

通過 Sub D 連接器進行連接

*

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護等工作。

性能

指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數(shù)據(jù)類型

代碼生成得到優(yōu)化，響應時間顯著縮短

集成技術(shù)

通過標準 PLCopen 運動控制塊，簡便、快速地對運動序列進行編程

方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動器調(diào)試支持

向組態(tài)系統(tǒng)和人機界面自動發(fā)送報警消息：簡化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時的時間與工作量。

等時同步模式

將分布式信號采集、信號傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進行同步耦合：

采集輸入信號并進行處理，按固定時間間隔（恒定總線循環(huán)時間）將輸出信號輸出。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。

由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時間進行同步信號處理，可實現(xiàn)可重現(xiàn)的確定過程響應

*

時間

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得極高的精度和重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

提供了用于完成運動控制、測量值采集、高速控制等復雜任務的全面組件。

集成安全功能

通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權(quán)而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結(jié)合）

通過復制保護

來提高保護程度，防止未經(jīng)授權(quán)而復制程序塊：通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。

4-級授權(quán)理念： 

可向用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。由于操作保護得到改進，控制器可以檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。

設計與操作

帶集成顯示屏的 CPU： 

可方便地分析集中和分布式模塊的狀態(tài)，或不使用編程設備而設置或更改 IP 地址。系統(tǒng)診斷信息和用戶報警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應產(chǎn)生的錯誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語言顯示。