葉凡

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西門子進貨渠道原裝全新 

如何正確使用西門子ProfibusDP接頭以及終端電阻

插頭與終端電阻在Profibus通訊中有著非常重要的作用，它們使用起來非常簡單，沒有很多復(fù)雜的設(shè)置；但是正是由于使用簡單，使得很多工程師在使用當(dāng)中忽略了一些細(xì)節(jié)，導(dǎo)致很多通訊問題。

1 Profibus插頭的結(jié)構(gòu)與簡單用法

圖1Profibus插頭結(jié)構(gòu)

這是常見的Profibus插頭，如果我們有A、B兩個站點要做Profibus通訊，應(yīng)該如何連接插頭呢？因為總線上只有兩個站，顯然終端電阻都要打到ON位置。那么插頭上的接線是否要一進一出呢。

圖2 兩個DP站點的連接

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(shè)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(shè)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。

圖5 終端電阻和偏置電阻

如果終端設(shè)備需要經(jīng)常斷電維護，或者終端設(shè)備只有接線端子而沒有9針D型插座，就需要使用有源終端模塊作為Profibus總線的終端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。

圖6 Profibus有源終端模塊

如果Profibus電纜不夠長，需要把兩根電纜接起來，不能簡單的把兩根銅芯擰起來，因為這樣會破壞電纜的特征阻抗，可能會導(dǎo)致通訊問題。好使用圖7中的接頭來連接兩根需要接起來的電纜。

圖7 Profibus連接接頭

3 RS485中繼器的終端電阻使用方法
Profibus通訊電纜的大長度取決于通訊的波特率，如果電纜過了所能通訊的大長度，就需要使用RS485中繼器來延長通訊距離。

表1 總線長度與傳輸速率的關(guān)系

中繼器上有接線端子，Profibus電纜可直接連接到端子上。另外中繼器上也配有終端電阻。其用法與電纜插頭相同。

圖8 1網(wǎng)段只有進線，2網(wǎng)段有進線出線

圖9 1網(wǎng)段只有進線，2網(wǎng)段只有進線

圖10 1網(wǎng)段有進線出線，2網(wǎng)段有進線出線

4 OLM上插頭終端電阻使用方法

如果現(xiàn)場設(shè)備通訊距離較遠，或者現(xiàn)場電磁干擾嚴(yán)重，可以使用OLM把電信號轉(zhuǎn)化成光信號，使用光纜來傳輸信號。OLM上有RS485電氣接口，需要使用Profibus插頭來連接電纜。并且OLM電氣接口不論連接主站還是從站，接法都一樣。

圖11 1網(wǎng)段只有進線，2網(wǎng)段只有進線

圖12 1網(wǎng)段有進線出線，2網(wǎng)段只有進線

圖13 1網(wǎng)段有進線出線，2網(wǎng)段有進線出線

對于只有一個RS485接口的OLM，可認(rèn)為只有1網(wǎng)段，接法相同。

5 DP/DP coupler上插頭終端電阻使用方法
兩個DP主站可以使用DP/DP coupler來傳輸數(shù)據(jù)。DP/DP coupler上有兩個RS485接口，連接方法與OLM相同。

圖14 1網(wǎng)段只有進線，2網(wǎng)段只有進線

圖15 1網(wǎng)段只有進線，2網(wǎng)段有進線出線

圖16 1網(wǎng)段有進線出線，2網(wǎng)段有進線出線 

設(shè)計

提供有各種類型的總線連接器，可優(yōu)化用于連接的設(shè)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 Mbps，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 Mbps，帶集成的終端電阻。傳輸速率為 3、6 或 12 Mbps 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 Mbps，無集成的總線端接電阻。

• PROFIBUS 快速連接 RS 485 總線接頭（90°或 180°電纜引出線），傳輸速率大為 12 Mbps，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）。

應(yīng)用

用于 PROFIBUS 的 RS485 西門子DP接頭，可用于連接 PROFIBUS 節(jié)點或 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)部件到 PROFIBUS 總線電纜。

西門子DP接頭常用型號及說明：

6ES7972-0BA12-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 電纜出線， 15.8x 64x 35.6mm（寬x高x深）, 終端電阻含 隔離功能，不帶 PG 編程設(shè)備插座

6ES7972-0BA42-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 帶斜向電纜出線， 15.8x 54x 39.5mm（寬x高x深）, 終端電阻含 隔離功能，不帶 PG 編程設(shè)備插座

6ES7972-0BA52-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 電纜出線， 絕緣壓穿連接 Fast-Connect，不帶 PG 編程設(shè)備插座 15.8x 59x 35.6mm（寬x高x深）

6ES7972-0BB12-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 電纜出線， 15.8x 64x 35.6mm（寬x高x深）, 終端電阻含 隔離功能，帶 PG 編程設(shè)備插座

6ES7972-0BB42-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 帶斜向電纜出線， 15.8x 54x 39.5mm（寬x高x深）, 終端電阻含 隔離功能，帶 PG 編程設(shè)備插座

6ES7972-0BB52-0XA0 SIMATIC DP，連接器 針對 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 電纜出線， 絕緣壓穿連接 Fast-Connect，帶 PG 編程設(shè)備插座 15.8x 59x 35.6mm（寬x高x深）

6GK1500-0EA02 PROFIBUS 總線連接器 帶 OLM 的軸向電纜 工業(yè)計算機，SIMATIC OP，出線； 傳輸速率 12Mbit/s； 終端電阻含 隔離功能，金屬外殼

6GK1500-0FC10 PROFIBUS FC RS 485 插頭 180 PROFIBUS 連接器，帶 FastConnect 連接器 和 OLM 的軸向電纜 工業(yè)計算機，SIMATIC OP，出線， 傳輸速率：12 Mbit/s， 終端電阻含 隔離功能， 塑料外殼

和西門子DP接頭配套用的電纜6XV1830-0EH10公司常年備有現(xiàn)貨

參數(shù)如下：

導(dǎo)體：裸銅絲，1*0.65mm

線芯顏色： 綠色-紅色

屏蔽層： 鋁塑帶+鍍錫銅絲編織

護套： PVC 3DRX 22X 02R

特性阻抗： 150?

工作溫度：-40 ... +75 °C

技術(shù)指標(biāo)

1：實心裸銅線導(dǎo)體，2芯并合成對，芯線紅綠二色

2：鋁箔，裸金屬絲編織雙層屏蔽，PVC外護套，阻燃，外觀紫色

3：符合VDE 0472標(biāo)準(zhǔn)，B類實驗（IEC332.1）

4：帶米標(biāo)識，分100米，200米，300米包裝，500米，1000米木輪包裝

5：工作參數(shù)：單線傳輸大規(guī)格：1000米，加中繼器可延長至10000米

其它介紹：

1：借組于其雙層屏蔽層，尤其適用于安裝在易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中

2：通過總線終端的接地觸點的外包層，可實現(xiàn)接地的連續(xù)性

3：按米銷售

產(chǎn)品描述：導(dǎo)體為1線對（2*22AWG）獨股銅絲，紅色，綠色絕緣護套層，

鋁箔、聚酯復(fù)合帶屏蔽率+鍍錫銅編織網(wǎng)78%屏蔽率共雙層屏蔽，特性抗阻150歐姆，紫色PVC外護套

DP快速連接標(biāo)準(zhǔn)電纜，總線電纜徑向?qū)ΨQ設(shè)計，允許采用剝線工具，可以快速方便的裝配總線連接器，標(biāo)準(zhǔn)總線電纜專門為裝配設(shè)計

西門子提供各種用于電氣或光纖傳送技術(shù)的 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)部件。

PROFIBUS 已根據(jù)通用自動化標(biāo)準(zhǔn) IEC 61158/EN 50170 進行了標(biāo)準(zhǔn)化（PROFIBUS FMS 和PROFIBUS DP），并根據(jù)過程自動化標(biāo)準(zhǔn) IEC 61158-2 進行了標(biāo)準(zhǔn)化（PROFIBUS PA）。

電氣網(wǎng)絡(luò)

• 電氣網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線屏蔽電纜。RS 485 接口根據(jù)電壓差進行操作。因此，與電壓或電流接口相比更不易受干擾影響。使用 PROFIBUS，站點通過總線端子和總線連接器連接到總線(每網(wǎng)段多 32 個節(jié)點)。

• 各網(wǎng)段通過中繼器連接。

• 傳輸速率在 9.6 Kbit/s 至 12 Mbit/s 之間可調(diào)。

• 大段長取決于傳輸速率。

• 電氣網(wǎng)絡(luò)可配置成總線或樹形結(jié)構(gòu)。

• 對于本質(zhì)安全區(qū)域中的應(yīng)用，可將符合 IEC 61158-2 的傳輸技術(shù)與 PROFIBUS PA 結(jié)合使用。此時，傳輸速率可達 31.25 Kbit/s。

特性

• 總線電纜

• 傳輸方法：RS 485（符合 EIA）

• 具有總線終端和總線連接器的總線拓?fù)?，用于連接 PROFIBUS 站

• 符合 IEC 61158/EN 50170 通用自動化標(biāo)準(zhǔn) (PROFIBUS FMS/DP) 和 IEC61158-2 本質(zhì)安全區(qū)域標(biāo)準(zhǔn) (PROFIBUS PA) 的傳輸方法

• RS 485 的 DP 傳輸系統(tǒng)（通過差分電壓信號進行位編碼）使用網(wǎng)絡(luò)組件（DP/PA 耦合器或 DP/PA 鏈接器）轉(zhuǎn)換為 IEC 61158-2（通過電流信號進行位編碼）

• 簡單、統(tǒng)一的安裝和接地方案

• 易于安裝

電氣 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)

光學(xué)網(wǎng)絡(luò)

PROFIBUS 的光纖電纜具有以下性能：

• 傳輸鏈路不易受電磁干擾

• 適于長距離敷設(shè)

• 電隔離

• 可使用塑料、PCF 或玻璃光纖電纜

• 避免過電壓和等電位連接問題

帶 OLM 的光纖 PROFIBUS

使用光學(xué)鏈路模塊 (OLM)，可以構(gòu)建一個具有總線形、環(huán)形或星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光纖網(wǎng)絡(luò)。兩個 OLM 之間的大距離可達 15km，可在 9.6 Kbit/s 到 12 Mbit/s 之間逐級調(diào)節(jié)傳輸速率。

具有集成接口和 OBT 的光纖 PROFIBUS

帶集成接口和 OBT 的光學(xué) PROFIBUS 可構(gòu)建線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使用集成光學(xué)接口的設(shè)備可構(gòu)成一種低成本的解決方案。配有 RS 485 接口的終端設(shè)備可通過一個光學(xué)總線端子（OBT）連接。在使用塑料光纜的情況下，兩個節(jié)點間的大距離為 50 m。可提供特殊的光纖電纜，傳輸距離可達 400 m。

混合網(wǎng)絡(luò)

電氣網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)混合可以使用。OLM 提供兩種不同介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。

在總線上的站間通訊中，兩線制技術(shù)與光纖技術(shù)之間不存在差別。一個 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)可連接多達 127 個站點。

光纖傳輸有以下優(yōu)點：

• 塑料或玻璃纖維光纜不易受到電磁干擾，從而無需采取電氣網(wǎng)絡(luò)中必須采取的 EMC 措施。

• 在室外區(qū)域無需采取附加避雷措施

• 由于導(dǎo)體所具有的特性，模塊上的電位被自動分開

• 通過光纖電纜，可長距離連接到現(xiàn)場設(shè)備。

由電氣和光學(xué) PROFIBUS 組成的網(wǎng)絡(luò)配置

通信功能

數(shù)據(jù)通訊用于可編程序控制器之間(如 PROFIBUS FMS) ，或一臺可編程序控制器與智能伙伴（工控機、P C等）之間的數(shù)據(jù)交換。

下面的通訊功能可用于此目的：

編程器/OP 通訊

包括集成的通訊功能，它用于 SIMATIC，以便與 HMI 設(shè)備（例如 TP/OP）和 SIMATIC 編程器（STEP 7）交換數(shù)據(jù)。編程器/OP 通訊由 MPI、PROFIBUS 及工業(yè)以太網(wǎng)支持。

S7路由

通過 S7 路由，編程器可在整個網(wǎng)絡(luò)中進行通訊。

S7 通訊

S7 通訊是 SIMATIC S7/C7 內(nèi)優(yōu)化的集成通訊功能。它可用于連接 PC 與工作站。 每個作業(yè)的用戶數(shù)據(jù)量大為 64K 字節(jié)。 S7 通訊為所有網(wǎng)絡(luò)提供簡單、功能強大的通訊服務(wù)以及與軟件接口無關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。

開放式通訊

通過開放式通訊 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可與其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器（S5 兼容通訊）、PC 和第三方系統(tǒng)進行通訊。

標(biāo)準(zhǔn)通訊

這包括標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。

• PROFIBUS-FMS（現(xiàn)場總線信息規(guī)范）

適合于幾個工作站（多16個）范圍內(nèi)的不同制造商提供的不同自動化系統(tǒng)（如PLC， PC）之間的通訊?？梢耘c裝有FMS接口的現(xiàn)場設(shè)備進行通訊。

由于FMS READ， WRITE和INFORMATION REPORT服務(wù)， 應(yīng)用程序可以讀或?qū)懺L問對方的變量或?qū)⒆砸训淖兞恐祩魉徒o通訊伙伴。支持對變量值的部分訪問。通訊是經(jīng)過非循環(huán)連接（主站/主站，主站/從站）、以從站啟動的非循環(huán)連接以及循環(huán)連接（主站/從站）進行處理的。使用 INFORMATION REPORT（信息報告），還可通過廣播服務(wù)，將一個報文發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的所有其它節(jié)點。此外， 可以啟動FMS IDENTIFY （請求伙伴的識別特性） 和 STATUS （請求伙伴的狀態(tài)） 服務(wù)。