西門子抗干擾性電纜總線
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SIEMENSPROFIBUS雙芯總線
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，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）。
描述
本條目說明了工業(yè)以太網(wǎng)FC 電纜的每一根線如何分配到如下 M12 插頭的針腳：
IE FC M12 Plug PRO 4x2 (X-coded)
IE FC M12 Plug PRO 2x2 (D-coded)
IE FC M12 Plug PRO 4x2 (X-coded)
工業(yè)以太網(wǎng) FC M12 Plug PRO 4x2 (X-coded) 插頭用于連接SCALANCE W 的M12千兆接口。
8個集成的夾緊-穿刺接線柱使8芯雙絞FC 電纜（AWG24）的安裝簡單而可靠。 清晰的連接區(qū)和不同顏色標識的夾子使不同的導線接入到夾緊-穿刺接線柱變得很方便。
圖. 01
西門子DP電纜詳細介紹
————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 認證
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，網(wǎng)絡具有抗干擾功能。
西門子DP通訊電纜說明
————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，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）。
西門子DP通訊電纜特性
為了構建 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 認證
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)恼J證要求。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 認證的電纜在其名稱后面附加字母“GP”（通用）。
Ex認證
用于本質安全 PROFIBUS DP 應用的電纜在其名稱后面附加字母“IS”（本質安全）
1 PROFIBUS 概述
PROFIBUS網(wǎng)絡通訊的本質是RS485串口通訊，按照不同的行業(yè)應用，主要有三種通訊行規(guī)：DP（Decentralized Peripherals），F(xiàn)MS（Field Message Specification）和PA（Process Automation）行規(guī)。
其中DP通訊的方式在OSI參考模型中主要使用第1、2、7層，因此PROFIBUS DP網(wǎng)絡的通訊速度較快，且報文簡單（表1）。
第7層
（應用層）
DP設備行規(guī)
FMS設備行規(guī)
PA設備行規(guī)
基本功能
擴展功能
基本功能
擴展功能
DP用戶接口 直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序(DDLM)
應用層接口
（ALI)
DP用戶接口 直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序(DDLM)
第3～6層
（并沒有省略）
第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）
數(shù)據(jù)鏈路層 現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL)
數(shù)據(jù)鏈路層 現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路（FDL)
IEC接口
第1層
（物理層）
物理層
（RS485/光纖)
物理層
（RS485/光纖）
IEC61158-2
表1 三種PROFIBUS的通訊行規(guī)的OSI模型
隨著現(xiàn)場總線的應用領域不斷擴大，PROFIBUS技術也在不斷的發(fā)生著變化，例如FMS行規(guī)目前已經(jīng)不再使用，而DP和PA的應用會越來越多，另外類似Motion Control with PROFIBUS 和PROFIsafe 等新的行規(guī)也都會隨著應用而逐漸普及。
但無論那種行規(guī)，涉及到的硬件和網(wǎng)絡形式基本都是*的（PA除外）。因此這里我們從zui基本的網(wǎng)絡硬件著手，介紹PROFIBUS的網(wǎng)絡連接方式。
2 PROFIBUS網(wǎng)絡硬件
PROFIBUS網(wǎng)絡主要涉及到的硬件包括：PROFIBUS接口，通訊介質，PROFIBUS插頭，中繼器，診斷中繼器，OLM以及有源終端電阻等。
2.1 PROFIBUS接口
PROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUB-D female的接口，其管腳定義為：
一般CPU或者CP板卡都采用該接口。該接口外部的金屬部分一般連接到CPU或者CP的內(nèi)部的“PE”。而當CPU安裝在底板上時，其“PE”與底板是連通的，此時如果將安裝底板在電氣柜內(nèi)做接地處理，則該SUB-D接口的外部金屬部分也是接地的。
2.2 通訊介質
關于通訊介質，在表1的OSI模型中已經(jīng)規(guī)定：PROFIBUS網(wǎng)絡支持RS485的電纜和光纖兩種通訊介質。當然，現(xiàn)在也有支持無線通訊的設備，但我們目前面對的主要還是有線介質的用戶。
2.2.1 PROFIBUS 電纜
PROFIBUS（類型1）介質是一根屏蔽雙絞電纜，屏蔽可以提高電磁兼容（EMC）能力。
類型1：NRZ位編碼與EIA RS-485信號結合，目的是降低總線耦合器成本，耦合器可以使站與總線之間電氣隔離或非電氣隔離；需要總線終端器，特別在較高數(shù)據(jù)傳輸速率（達到1500 k bits/s）時更需要。類型1規(guī)范描述平衡的總線傳輸，符合美國標準EIA RS-485(EIA: 電氣工業(yè)協(xié)會；RS-485: 平衡的數(shù)字多點系統(tǒng)中使用的收/發(fā)器的電特性標準)。在雙絞線兩端的終端器使得類型1的物理層支持高速數(shù)據(jù)傳輸。傳輸速率≤93.75 kbits/s時，zui大電纜長度為1.2km 。對1500 kbits/s的速度，zui大長度減到70/200m(對B/A型電纜)。
PROFIBUS電纜的特性阻抗應在100Ω到220Ω之間，電纜電容（導體間）應該＜60pF/m，導線截面積應≥0.22mm2(24 AWG)。電纜選擇標準參見美國標準EIA RS-485的附錄。
兩類電纜的特性：
電纜參數(shù)
A型
B型
阻抗
135Ω-165Ω
(f=3到20MHz)
100Ω-130Ω
(f>100kHz)
電容
<30pF/m
<60pF/m
電阻
≤110Ω/Km
-
導線截面積
≥0.34mm2 (22AWG)
≥0.22mm2(24AWG)
表2 電纜規(guī)格
下面的表指出兩類電纜（A和B）對不同傳輸速度時的zui大長度
波特率
[kbit/s]
9.6~93.75
187.5
500
1500
3000~12000
A型電纜
長度（m）
1200
1000
400
200
100
B型電纜
長度（m）
1200
600
200
70
表3 不同傳輸速度時的電纜長度
標準PROFIBUS電纜為屏蔽雙絞電纜，其中數(shù)據(jù)線有兩根：A-綠色和B-紅色，分別連接DP接口的管腳3（B）和8（A），電纜的外部包裹著編織網(wǎng)和鋁箔兩層屏蔽，zui外面是紫色的外皮（圖1）。
圖1 標準PROFIBUS電纜
標準的PROFIBUS電纜一般都是A類電纜。
除了標準PROFIBUS電纜，還有許多其它特殊類型的電纜可以用于特定的環(huán)境：
圖2 各種類型的PROFIBUS電纜
為了方便將PROFIBUS的外皮以及屏蔽層按照固定的長度進行切除，減少剝線的時間和剝線過程中將電纜破壞或者造成短路的可能，西門子還提供了PROFIBUS快速剝線工具（訂貨號：6GK1 905-6AA00）（見圖3）。
圖3 PROFIBUS快速剝線工具
2.2.2光纖及接口
光纖通訊具有很多優(yōu)點，比如傳輸距離遠，抗電磁干擾性好，且光纖尺寸小，重量輕，耐腐蝕性好，便于敷設等。當然也有缺點：光纖彎曲半徑不能過小，光纖連接處及終端不容易處理等等。
按光在光纖中的傳輸模式不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖（圖4）。
圖4 光纖的分類
多模光纖：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。
單模光纖：中心玻璃芯教細(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊。
在現(xiàn)場總線的規(guī)范中，定義了光纖可以做為現(xiàn)場總線的通訊介質。西門子可以使用光纖的PROFIBUS設備有：帶光纖接口的CP板卡及模板（如CP5613 A2 FO， CP3425-FO等）， OLM和OBT。
光纖主要涉及到選型的問題，因為通訊距離與光纖的類型有很大關系，而且并非所有的設備都能支持多種類型的光纖。因此需要注意設備與光纖以及接頭的選型。這可以通過OLM的選型來了解。
OLM接口及匹配光纖看如下表格：
OLM/ P11 P12 G11 G12 G11-1300 G12-1300
接口
--電氣 1 1 1 1 1 1
--光纖（BFOC） 1 2 1 2 1 2
可連光纖
--塑料
(如：6XV1 821-0AT10)
980/100um 80m 80m -- -- -- --
--PCF
(如：6XV1 861-2A)
200/230um 400m 400m -- -- -- --
--石英玻璃
(如：6XV1 820-5BT30)
單模 (10/125um) -- -- -- -- 15km 15km
多模 (50/125um) -- -- 3km 3km 10km 10km
多模 (62.5/125um) -- -- 3km 3km 10km 10km
表4 OLM的接口及其光纖選型
表中列出了塑料光纖、PCF光纖和玻璃光纖主要的應用場合，與OLM相關的設備基本上都是BFOC接頭類型。
光纖可以選擇預裝了接頭的（如購買時已經(jīng)安裝了BFOC接頭），但如果事先不知道距離，也可以選擇單獨購買光纖和接頭。但一般玻璃光纖的BFOC接頭都需要專業(yè)人士來安裝。
除了OLM，其它的帶有光纖接口的設備包括：OBT / CP342-5 FO / IM467 FO / CP5613 FO / IM153-2 FO，這些設備使用的光纖一般使用的是簡單接頭（Simplex plug），且有兩種光纖可以選擇：
A．塑料光纖 980/100um 50m (如：6XV1 821-0AT10)
B．PCF光纖200/230um 300m (如：6XV1 861-2A)
C．接頭 Simplex plug : 6GK1 900-0KB00-0AC0
這里再總結一下兩種接頭的訂貨號：
玻璃光纖的BFOC connector ： 6GK1 901-0DA20-0AA0
塑料光纖的PCF Simplex plug ： 6GK1 900-0KB00-0AC0
BFOC plug ： 6GK1 900-0HB00-0AA0
圖5 Simplex plug 圖6 BFOC接頭
如果希望自己完成接頭的焊接工作，可以訂工具箱（圖7）：
工具箱 PCF Simplex plugs： 6GK1 900-0KL00-0AA0
BOC plugs： 6GK1 900-0HL00-0AA0
圖7 熔接工具箱
但如果是玻璃光纖還是建議找專業(yè)的人員和設備來熔接。
2.2.3 PRFOBUS插頭
PROFIBUS插頭用于連接PROFIBUS電纜和PROFIBUS的站點（圖8）。
圖8 PROFIBUS插頭的使用
在PROFIBUS插頭上，有一個進線孔（In）和一個出線孔（Out），分別連接至前一個站和后一個站。
當各站點通過插頭連接以及網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡上時，根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范，每個物理網(wǎng)段支持32個物理設備，且在物理網(wǎng)段終端的站點應該設置終端電阻防止浪涌保證通訊質量。而每個PROFIBUS插頭上，都內(nèi)置了終端電阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。當終端電阻設置為“On”時，表示一個物理網(wǎng)段的終結，因此連接在出線端口“Out”后面的網(wǎng)段的信號也將被中斷。因此，在每個物理網(wǎng)段兩個終端站點上的插頭，需要將網(wǎng)線連接在進線口“In”，同時將終端電阻設置為“On”，而位于網(wǎng)段中間的站點，需要依次將網(wǎng)線連接在進線口“In”和出線口“Out”，同時將終端電阻設置為“Off”。（圖9）
圖9 PROFIBUS插頭的連接和設置
需要注意的是，PROFIBUS插頭有一種帶編程口（PG口）的，建議至少每個網(wǎng)段的兩個終端站點處的插頭盡量使用帶編程口的（見圖8，左側的插頭），便于系統(tǒng)的診斷和維護。
2.2.4 終端電阻
PROFIBUS電纜的兩端應該連接終端電阻。終端電阻是為了消除在通信電纜中的信號反射在通信過程中，有兩種原因導致信號反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。
阻抗不連續(xù)：信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有（例如：短路）或者阻抗很大（例如：斷線），信號在這個地方就會引起反射。這種信號反射的原理，與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。消除這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續(xù)。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻（圖10）。
圖10 網(wǎng)絡中的設備連接和終端電阻
引起信號反射的另一個原因是數(shù)據(jù)收發(fā)器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時，整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)混亂。
在EIA RS-485中規(guī)定的端接電阻Rt是以下拉電阻Rd（與數(shù)據(jù)地DGND連接）和上拉電阻Ru（與正電壓VP連接）做補充。當沒有站進行傳輸（即空閑時間）時，這個補充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導體間的電壓）趨于一個確定值（圖11）。
圖11 終端電阻的組成
在一個物理網(wǎng)段中，但是如果終端和總線電纜阻抗不匹配，則zui大通訊距離會減少一半。
因而，在一個物理網(wǎng)段中，應該保證在網(wǎng)絡的兩個終端各有一個終端電阻，不能增加也不能減少，否則我們的總線上的網(wǎng)線與終端電阻將會出現(xiàn)不匹配的問題。這就意味著，如果終端站點出現(xiàn)問題，則有可能會影響到整個網(wǎng)絡的通訊質量，因而除了使用PROFIBUS connector上自帶的終端電阻，西門子還提供了有源的終端電阻設備（圖12）。
圖12 有源終端電阻
有源終端電阻可以單獨供電，安裝在網(wǎng)段的兩端，保證網(wǎng)段內(nèi)任何一個設備出現(xiàn)問題，都不會影響網(wǎng)絡的電阻匹配的問題。
2.2.4 RS485中繼器
按照RS485串口通訊的規(guī)范，當網(wǎng)絡中的硬件設備超過32個，或者波特率對應的網(wǎng)絡通訊距離已經(jīng)超出規(guī)定范圍時，就應該使用RS485中繼器來拓展網(wǎng)絡連接。
PROFIBUS通訊屬于RS485通訊的一種，因而也遵循這樣的原則，及如果網(wǎng)絡中實際連接的硬件超過32個時，或者所對應的波特率超過一定的距離時（表3），則需要增加相應的RS485中繼器來進行物理網(wǎng)段的擴展。
由于RS485中繼器本身將造成數(shù)據(jù)的延時，因而一般情況下，網(wǎng)絡中的中繼設備都不能超過3個，但西門子的PROFIBUS RS485中繼器采用了特殊的技術，因而可以將中繼器的個數(shù)增加到9個，即在一條物理網(wǎng)線上，zui多可以串聯(lián)9個西門子的RS485中繼器（圖10）。這樣，網(wǎng)段的擴展距離將大大增加。
圖13 RS485中繼器
使用RS485中繼器時，需要注意幾個問題：
1） 安裝問題
l RS485中繼器上下分為兩個網(wǎng)段，其中A1/B1 和 A1’ / B1 ‘ 接口是網(wǎng)段1的一個PROFIBUS接口，A2/B2 和 A2’ / B2 ‘ 接口是網(wǎng)段2的一個PROFIBUS接口，PG/OP 接口屬于網(wǎng)段1；
l 信號放大是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實現(xiàn)的，同一網(wǎng)段內(nèi)信號不能放大；因而需要進行距離擴展的網(wǎng)絡必須是接在網(wǎng)段2上；
l 兩個網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而RS485中繼器除了擴展網(wǎng)段外，還有一個作用就是可以進行網(wǎng)絡隔離。
l 這兩個網(wǎng)段是都是指物理網(wǎng)段，與STEP7硬件組態(tài)中所組態(tài)的PROFIBUS網(wǎng)絡沒有關系，不同的物理網(wǎng)段仍然可以屬于同一個PROFIBUS邏輯網(wǎng)絡。
l 在網(wǎng)絡拓撲中，RS485中繼器也是一個信號收發(fā)設備，占一個物理設備的位置，但不需要分配站號，因而注意在物理連接站點時，每個網(wǎng)段所連接的從站數(shù)是小于32的。擴展的距離則對應于每個波特率的傳輸距離（表3）。
2 ）終端電阻的設置問題
由于兩個接口分別屬于不同的物理網(wǎng)段，因此中繼器上終端電阻的設置往往比較容易混淆。
① 中繼器做為終端設備的網(wǎng)絡拓展
圖14 中繼器做為網(wǎng)絡終端站點
在這個網(wǎng)絡拓撲中，中繼器連接了網(wǎng)段1和網(wǎng)段2，由于中繼器內(nèi)部是隔離的，因而做為網(wǎng)段1來講，中繼器就是該網(wǎng)段的一個終端設備，因而在網(wǎng)段1中，應該將PROFIBUS網(wǎng)線接在A1/B1上，同時網(wǎng)段1的終端電阻設置為“On”；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時終端電阻設置為“On”。
在這種網(wǎng)絡中，上下兩個網(wǎng)段中，zui多都還可以連接31個從站設備。
②中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設備的網(wǎng)絡拓展
圖15 中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設備的網(wǎng)絡拓展
此時，中繼器的網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都是網(wǎng)絡中間的一個站點，即終端電阻為“Off”，網(wǎng)段1的總長度為200米（1.5M bps），網(wǎng)段2的總長度也為200米（1.5M bps）。兩個網(wǎng)段之間是電氣隔離的。
3 ）隔離網(wǎng)段
中繼器除了具有信號放大、擴展網(wǎng)絡的作用，還可以將不同的兩個物理網(wǎng)段進行電氣隔離，從而避免兩個網(wǎng)段之間的EMC干擾。
圖16 隔離2個網(wǎng)段
由于網(wǎng)段之間是隔離的，因而如果 斷開PE端時，可以將兩個網(wǎng)段分別按照接地和不接地的兩個網(wǎng)段進行連接操作。
2.2.5 OLM和OBT
除了電纜，PROFIBUS通訊還支持光纖做為傳輸介質，通過光纖連接的PROFIBUS網(wǎng)絡具有網(wǎng)絡距離遠的特點，且光纖本身不受電、磁的影響，比較適合長距離、戶外鋪設和抗電磁兼容的環(huán)境。
支持PROFIBUS光纖通訊的設備有OLM和OBT。其中OLM是做為主干網(wǎng)設備使用的，針對不同的網(wǎng)絡拓撲，需要進行一定的撥碼參數(shù)的設置；而OBT只是做為網(wǎng)絡介質的轉換。
1) OLM (Optical Link Module)
OLM的拓撲結構一般有以下幾種：
l 點對點連接
l 線性拓撲
l 星形拓撲
l 冗余光纖環(huán)網(wǎng)
圖 17 OLM V4
① 線性拓撲
圖18 OLM的線性拓撲結構
②星形拓撲
圖19 OLM的星形拓撲結構
③OLM的冗余環(huán)網(wǎng)拓撲結構
圖20 冗余環(huán)網(wǎng)的拓撲結構
在冗余環(huán)網(wǎng)的拓撲結構中，所有的OLM必須型號相同，且DIP開關的設置也相同。
連接OLM的光纖即可以采用單模玻璃光纖，也可以選擇多模塑料光纖，具體請參考光纖部分的介紹（表4）。
2) OBT(Optical Bus Terminal)
圖21 OBT
OBT僅僅做為介質轉換的設備在網(wǎng)絡中使用，不具有OLM的組網(wǎng)能力，一般只能使用塑料光纖（50米）和PCF光纖（300米）。
圖22 OBT在網(wǎng)絡中的使用
3 PROFIBUS 網(wǎng)絡安裝規(guī)范
了解了PROFIBUS的各個網(wǎng)絡器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項進行介紹，同時會結合一些現(xiàn)場的實例加以說明。
3.1網(wǎng)絡拓撲的規(guī)則
設計一條PROFIBUS網(wǎng)絡，首先需要了解PROFIBUS網(wǎng)絡的拓撲規(guī)則：
① PROFIBUS網(wǎng)絡是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；
② 每個網(wǎng)絡理論上zui多可連接127個物理站點，其中包括主站、從站以及中繼設備；
③ 網(wǎng)絡的通訊波特率9.6kbps~12Mbps，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對應關系（見表3）；
④ 每個物理網(wǎng)段zui多32個物理站點設備，物理網(wǎng)段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻；
⑤ 每個網(wǎng)段的通訊距離或者設備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進行網(wǎng)絡拓展，中繼器zui多可串聯(lián)9個；
⑥ 每個中繼設備（RS485中繼器、OLM）也做為網(wǎng)絡中的一個物理站點，但沒有站號；
⑦ 網(wǎng)絡支持多主站，但在同一網(wǎng)絡中，不建議多于3個主站；
⑧ 在Step7軟件中進行PROFIBUS網(wǎng)絡組態(tài)時，應當按照從小到大的順序設置從站站號，且應該連續(xù)；
⑨ 一般0是PG的地址，1～2為主站地址，126為某些從站默認的地址，127是廣播地址，因而這些地址一般不再分配給從站，故DP從站zui多可連接124個，站號設置一般為 3~125。
⑩ 如果網(wǎng)絡中涉及到分支電纜，則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守PROFIBUS的協(xié)議規(guī)定，比如：波特率1.5Mbps時，網(wǎng)段中分支電纜總長度6.6米（表5）。
波特率
[kbit/s]
9.6
97.75
187.5
500
1500
分支電纜
長度（m）
500
100
33
20
6.6
? 表5 波特率與分支電纜的長度對應表
? 用戶如果使用了西門子的SIMOCODE 3UF7等產(chǎn)品時，就會涉及到網(wǎng)絡中存在分支電纜的問題。為了保證每個網(wǎng)段的分支電纜不超過規(guī)定長度，一般可以在每個抽屜柜內(nèi)設計一個中繼器，進行物理網(wǎng)段的分割，同時還可以起到隔離干擾的作用。
在進行PROFIBUS網(wǎng)絡連接之前，首先應當考慮拓撲結構的設計是否有問題。如果拓撲結構有問題，將來網(wǎng)絡通訊很可能出現(xiàn)問題。
另外，從波特率與距離的對應關系中可以看到，波特率越高，則對應的通訊距離越近，因而如果現(xiàn)場遇到PROFIBUS的通訊有通訊不上或者通訊不穩(wěn)定的情況，也可以考慮先將波特率降低，再進行觀察處理。
3.2 PROFIBUS網(wǎng)絡安裝的規(guī)則
3.2.1 網(wǎng)絡布線的規(guī)則
①選擇標準PROFIBUS通訊電纜
標準PROFIBUS通訊電纜的特性阻抗為150歐姆，這與PB頭的終端電阻設置為“ON”時的終端電阻值剛好匹配，如果選擇普通的電纜，其特性阻抗與終端電阻很可能不匹配，則通訊性能將會受到影響；
標準的PROFIBUS電纜往往是雙層屏蔽的，屏蔽效果比較好。另外，標準通訊電纜是雙絞的，因而對于信號在電纜內(nèi)傳輸時自身產(chǎn)生的干擾也能夠起到自我抑制的作用。
②屏蔽層多點接地
PROFIBUS電纜在插頭內(nèi)接線時，須將屏蔽層剝開，壓在插頭內(nèi)的金屬部分，該金屬部分與當Sub-D插頭外部的金屬部分相連，當將插頭插在CPU或者ET200M等設備的DP口上時，則通過設備連接到了安裝底板，而安裝底板一般是連接在柜殼上并接地的，從而實現(xiàn)了屏蔽層的接地。
圖23 PROFIBUS 插頭內(nèi)部接線即屏蔽層的處理
由于接地有利于保護PLC設備以及DP通訊口，因此對于所有的PROFIBUS站點都要求進行接地處理，即“多點接地”。
③布線規(guī)則
- 不同電壓等級的電纜分線槽布線
高電壓，大電流的動力電纜，與小電壓和小電流的電纜應該是分線槽布線，同時線槽應蓋上蓋板，盡量全封閉；如果現(xiàn)場無法分線槽布線，則將兩類電纜盡量遠離，中間加金屬隔板進行隔離，同時金屬線槽要做接地處理（圖24）。
圖24 電纜槽架以及電纜在線槽內(nèi)的處理
圖25 現(xiàn)場布線
電纜槽架之間也的連接應該保證用金屬連接部件大面積連接處理，同時注意“接地”的連接。
圖26 電纜橋架之間的連接以及接地處理
- 通訊電纜單獨在線槽外布線時，可根據(jù)情況采用穿金屬管的方式，這樣既可以保護通訊電纜不被損壞，對于防止EMC的干擾也有好處，但注意外部的金屬管需要接地（圖25）；
圖27 現(xiàn)場的通訊電纜
圖26中的電纜通訊直接暴露在外面，很容易被壓斷，類似情況可考慮局部或者全部穿管。
- 通訊電纜與動力電纜避免長距離平行布線
由于平行布線的兩根電纜之間需要考慮空間電容耦合，因此為了避免相互之間的影響，應避免平行布線（圖27）。
圖28 通訊電纜在線槽內(nèi)與動力電纜平行走線
在圖27中，通訊電纜不僅沒有滿足a. 或 b. 兩條原則，反而與比較大的動力電纜平行布線，這會導致該電纜比較容易受到動力電纜的干擾。
可以交叉布線：
兩根交叉布線的電纜相互之間不會因為容性耦合而產(chǎn)生干擾。
- 盡量將電纜貼近大面積的金屬板（圖29）
圖29 通訊電纜貼近金屬板
通訊電纜應與大面積的金屬板或“地平面”貼近。
- 通訊電纜過長時，不要形成環(huán)狀（圖30）
圖30 通訊電纜形成環(huán)
此時如果有磁力線從環(huán)中間穿過時，根據(jù)“右手定律”，容易產(chǎn)生干擾信號。
在圖30中，盡管背板是比較大的金屬板，但由于項目已經(jīng)完成，因而不存在電纜長度變化的可能，因此還是建議用戶將過長的電纜剪短，放入柜內(nèi)的電纜槽內(nèi)。
- 通訊線連接的設備應做等電勢連接
PROFIBUS 連接的站點可能分布較廣，為了保證通訊的質量，一般要求所有通訊站點都應該處于同一個電壓等級上，即應當都是“等電勢”的（圖31）。
圖31 通訊站點之間應做“等電勢”處理
如果兩個站點的“地”之間不等電勢，則當兩個設備分別各自接地時，將會在兩個接地點之間產(chǎn)生電勢差，此時電流會流過通訊電纜的屏蔽層，從而對通訊產(chǎn)生影響。因此應該在兩個設備之間進行等電勢的綁定。
可以用等勢線將兩個設備的“地”進行連接，等勢線的規(guī)格為：銅 6mm2 ，鋁 16mm2，鋼 50mm2 。
當然，這里不是要求所有的現(xiàn)場都需要增加額外的等勢線而增加成本，只是建議在出現(xiàn)接地點電勢不相等的情況時，如果影響到通訊，或者可能造成設備損壞，則應當想辦法加以改進。
如果由于接地點本身的原因造成了通訊不穩(wěn)定，比如某個系統(tǒng)的“地”本身存在著很強的干擾，則在此處將屏蔽層接地反而會對PROFIBUS通訊造成影響，因而此時應該考慮首先處理好“地”，然后再將PROFIBUS屏蔽層接地。
為現(xiàn)場設備提供一個良好的“地”以及進行正確的“接地”是提高EMC特性的前提（圖32）。
圖32 系統(tǒng)進行良好的接地設計和實施
Design
屏蔽的雙絞電纜，圓形截面
所有 PROFIBUS 總線電纜的特點：
————因為雙屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中。
————通過總線電纜外皮和總線端子上的接地端子，能實現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的接地方案。
————印有以米表示的標記
西門子DP通訊電纜類型
全新的快速連接（FC）總線電纜為徑向對稱設計，可使用剝線工具。以此，可以快速、簡便地安裝總線接頭。
————PROFIBUS FC 標準電纜GP:
標準總線電纜專門為快速安裝而設計的————PROFIBUS FC 標準電纜 IS GP：
具有特殊設計的標準總線電纜，用于快速安裝本質安全分布式 I/O 系統(tǒng)————PROFIBUS FC 快速連接高強度電纜：
專門設計用于腐蝕環(huán)境和苛刻機械負荷條件————PROFIBUS FC 食用電纜：
該種電纜使用 PE 外套材料，因此適用于食品和煙草行業(yè)。————PROFIBUS FC 接地電纜：
于地下敷設。它不同于裝備有附加外套的 PROFIBUS 總線電纜————PROFIBUS FC軟電纜
柔性（絞合導線）、無鹵素總線電纜，帶聚氨酯護套，可偶然移動————PROFIBUS FC 拖纜:
于在拖纜中強制運動控制的總線電纜，例如在連續(xù)運動的機器部件中（絞合導線）————PROFIBUS FC FRNC 電纜：
雙芯屏蔽，阻燃設計，無鹵總線電纜，有一個共聚物外殼 FRNC（阻燃無腐蝕）不采用快速連接技術的總線電纜（取決于結構類型）
————PROFIBUS 彩色電纜:
軟總線電纜（成束線），用于花彩線。
用于圓電纜，*用于電纜運輸車模式————PROFIBUS 扭轉電纜
高度靈活用總線電纜：
用于移動機器部件的拖纜（絞線）
（在長 1 m電纜上能至少扭轉 500 萬次，± 180o)————PROFIBUS 混合電纜 GP:
適合拖曳的堅固混合電纜，帶有兩條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~導線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導線————SIENOPYR FR 船用電纜
無鹵素、抗踩壓、阻燃、經(jīng)過船級社認證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內(nèi)。按米銷售————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（應用領域）
為了構建 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 認證
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)恼J證要求。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 認證的電纜在其名稱后面附加字母“GP”（通用）。
Ex認證
用于本質安全 PROFIBUS DP 應用的電纜在其名稱后面附加字母“IS”（本質安全）
Design
屏蔽的雙絞電纜，圓形截面
所有 PROFIBUS 總線電纜的特點：
————因為雙屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中。
————通過總線電纜外皮和總線端子上的接地端子，能實現(xiàn)系統(tǒng)范圍內(nèi)的接地方案。
————印有以米表示的標記
電纜類型
全新的快速連接（FC）總線電纜為徑向對稱設計，可使用剝線工具。以此，可以快速、簡便地安裝總線接頭。
————PROFIBUS FC 標準電纜GP:
————標準總線電纜專門為快速安裝而設計的————PROFIBUS FC 標準電纜 IS GP：
————具有特殊設計的標準總線電纜，用于快速安裝本質安全分布式 I/O 系統(tǒng)————PROFIBUS FC 快速連接高強度電纜：
————專門設計用于腐蝕環(huán)境和苛刻機械負荷條件————PROFIBUS FC 食用電纜：
————該種電纜使用 PE 外套材料，因此適用于食品和煙草行業(yè)。————PROFIBUS FC 接地電纜：
————于地下敷設。它不同于裝備有附加外套的 PROFIBUS 總線電纜————PROFIBUS FC軟電纜
————柔性（絞合導線）、無鹵素總線電纜，帶聚氨酯護套，可偶然移動————PROFIBUS FC 拖纜:
————于在拖纜中強制運動控制的總線電纜，例如在連續(xù)運動的機器部件中（絞合導線）————PROFIBUS FC FRNC 電纜：
————雙芯屏蔽，阻燃設計，無鹵總線電纜，有一個共聚物外殼 FRNC（阻燃無腐蝕）不采用快速連接技術的總線電纜（取決于結構類型）
————PROFIBUS 彩色電纜:軟總線電纜（成束線），用于花彩線。用于圓電纜，*用于電纜運輸車模式
————PROFIBUS 扭轉電纜高度靈活用總線電纜：用于移動機器部件的拖纜（絞線）
————（在長 1 m電纜上能至少扭轉 500 萬次，± 180o)————PROFIBUS 混合電纜 GP:
————適合拖曳的堅固混合電纜，帶有兩條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~導線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導線————SIENOPYR FR 船用電纜
————無鹵素、抗踩壓、阻燃、經(jīng)過船級社認證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內(nèi)。按米銷售
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