profibus網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)范(超詳細(xì))

PROFIBUS是一種具有廣泛應(yīng)用范圍的、開(kāi)放的數(shù)字通信系統(tǒng)，在集中自動(dòng)化系統(tǒng)向分散自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移方面是一種重大突破。由于PROFIBUS一直側(cè)重于系統(tǒng)集成和系統(tǒng)工程等方面，尤其是側(cè)重于應(yīng)用行規(guī)的研究開(kāi)發(fā)，使得該總線具有適合于快速、時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)的特點(diǎn)，成為唯一能夠全面覆蓋工廠自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線，特別適用于工廠自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。因而從誕生至今，PROFIBUS在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)領(lǐng)域一直是國(guó)際市場(chǎng)上的領(lǐng)導(dǎo)者。隨著PROFIBUS的大量應(yīng)用，許多用戶開(kāi)始接觸并使用了現(xiàn)場(chǎng)總線。但由于用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的了解程度不同，再加上現(xiàn)場(chǎng)施工情況復(fù)雜，因而很有可能導(dǎo)致許多項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊上可能存在著一些隱患，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，將有可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)通訊故障，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了幫助廣大用戶一一特別是剛剛接觸到現(xiàn)場(chǎng)總線的用戶能夠?qū)ROFIBUS的硬件有個(gè)初步的了解，這里將重點(diǎn)介紹如何在現(xiàn)場(chǎng)正確的安裝和使用相關(guān)PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)元件和設(shè)備，幫助用戶在使用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的過(guò)程中從硬件安裝的角度盡量減少問(wèn)題的發(fā)生，從而盡量減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用中出現(xiàn)故障的概率。1PROFIBUS概述PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊的本質(zhì)是RS485串口通訊，按照不同的行業(yè)應(yīng)用，主要有三種通訊行規(guī)DP（DECENTRALIZEDPERIPHERALS），F(xiàn)MS（FIELDMESSAGESPECIFICATION）和PA（PROCESSAUTOMATION）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PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)的通訊速度較快，且報(bào)文簡(jiǎn)單（表1）。第7層DP設(shè)備行規(guī)PA設(shè)備行規(guī)基本功能基本功能擴(kuò)展功能FMS設(shè)備行規(guī)擴(kuò)展功能（應(yīng)用層）DP用戶接口直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序DDLM應(yīng)用層接口（ALIDP用戶接口直接數(shù)據(jù)鏈路映象程序DDLM第36層（并沒(méi)有省略）第2層（數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路層）（FDL（FDLIEC接口第1層（物理層）物理層（RS485/光纖物理層（RS485/光纖）IEC611582表1三種PROFIBUS的通訊行規(guī)的OSI模型隨著現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，PROFIBUS技術(shù)也在不斷的發(fā)生著變化，例如FMS行規(guī)目前己經(jīng)不再使用，而DP和PA的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，另外類(lèi)似MOTIONCONTROLWITHPROFIBUS和PROFISAFE等新的行規(guī)也都會(huì)隨著應(yīng)用而逐漸普及。但無(wú)論那種行規(guī)，涉及到的硬件和網(wǎng)絡(luò)形式基本都是一致的（PA除外）。因此這里我們從最基本的網(wǎng)絡(luò)硬件著手，介紹PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)連接方式。2PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)硬件PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)主要涉及到的硬件包括PROFIBUS接口，通訊介質(zhì)，PROFIBUS插頭，中繼器，診斷中繼器，OLM以及有源終端電阻等。21PROFIBUS接口PROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUBDFEMALE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(dāng)CPU安裝在底板上時(shí)，其“PE”與底板是連通的，此時(shí)如果將安裝底板在電氣柜內(nèi)做接地處理，則該SUBD接口的外部金屬部分也是接地的。22通訊介質(zhì)關(guān)于通訊介質(zhì)，在表1的OSI模型中己經(jīng)規(guī)定PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)支持RS485的電纜和光纖兩種通訊介質(zhì)。當(dāng)然，現(xiàn)在也有支持無(wú)線通訊的設(shè)備，但我們目前面對(duì)的主要還是有線介質(zhì)的用戶。221PROFIBUS電纜PROFIBUS（類(lèi)型1）介質(zhì)是一根屏蔽雙絞電纜，屏蔽可以提高電磁兼容（EMC）能力。類(lèi)型1NRZ位編碼與EIARS485信號(hào)結(jié)合，目的是降低總線稠合器成本，稠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(dá)到1500KBITS/S）時(shí)更需要。類(lèi)型1規(guī)范描述平衡的總線傳輸，符合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EIARS485EIA電氣工業(yè)協(xié)會(huì)；RS485平衡的數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中使用的收/發(fā)器的電特性標(biāo)準(zhǔn)。在雙絞線兩端的終端器使得類(lèi)型1的物理層支持高速數(shù)據(jù)傳輸。傳輸速率三9375KBITS/S時(shí)，最大電纜長(zhǎng)度為12KM。對(duì)1500KBITS/S的速度，最大長(zhǎng)度減到70/200M對(duì)B/A型電纜。PROFIBUS電纜的特性阻抗應(yīng)在1000到2200之間，電纜電容（導(dǎo)體間）應(yīng)該60PF/M，導(dǎo)線截面積應(yīng)主022MM224AWG。電纜選擇標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)EIARS485的附錄。兩類(lèi)電纜的特性電纜參數(shù)A型B型阻抗13501650F3到20MHZ10001300F100KHZ電容30PF/M60PF/M電阻三1100/KM導(dǎo)線截面積主034MM222AWG主022MM224AWG表2電纜規(guī)格下面的表指出兩類(lèi)電纜（A和B）對(duì)不同傳輸速度時(shí)的最大長(zhǎng)度波特率KBIT/S96937518755001500300012000A型電纜長(zhǎng)度（M）12001000400200100B型電纜長(zhǎng)度（M）120060020070表3不同傳輸速度時(shí)的電纜長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)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)和鋁街兩層屏蔽，最外面是紫色的外皮（圖1）。圖1標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS電纜標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS電纜一般都是A類(lèi)電纜。除了標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS電纜，還有許多其它特殊類(lèi)型的電纜可以用于特定的環(huán)境皮以及屏蔽層按照固定的長(zhǎng)度進(jìn)行切除，減少剝線的時(shí)間和剝線過(guò)程中將電纜破壞或者造成短路的可能，西門(mén)子還提供了PROFIBUS快速剝線工具（訂貨號(hào)6GK19056AA00）（見(jiàn)圖3）。222光纖及接口光纖通訊具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如傳輸距離遠(yuǎn)，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(shè)等。當(dāng)然也有缺點(diǎn)光纖彎曲半徑不能過(guò)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）。多模光纖中心玻璃芯較粗50或625M，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(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。例如600MB/KM的光纖在2KM時(shí)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(xì)芯徑一般為9或10M，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。在現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)范中，定義了光纖可以做為現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊介質(zhì)。西門(mén)子可以使用光纖的PROFIBUS設(shè)備有帶光纖接口的CP板卡及模板（如CP5613A2FO，CP3425FO等），OLM和OBT。光纖主要涉及到選型的問(wèn)題，因?yàn)橥ㄓ嵕嚯x與光纖的類(lèi)型有很大關(guān)系，而且并非所有的設(shè)備都能支持多種類(lèi)型的光纖。因此需要注意設(shè)備與光纖以及接頭的選型。這可以通過(guò)OLM的選型來(lái)了解。OLM接口及匹配光纖看如下表格OLM/P11P12G11G12G111300G121300接口電氣111111光纖（BFOC）121212可連光纖塑料如6XV18210AT10980/100UM80M80MPCF如6XV18612A200/230UM400M400M石英玻璃如6XV18205BT30單模10/125UM15KM15KM多模50/125UM3KM3KM10KM10KM多模625/125UM3KM3KM10KM10KM表4OLM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(yīng)用場(chǎng)合，與OLM相關(guān)的設(shè)備基本上都是BFOC接頭類(lèi)型。光纖可以選擇預(yù)裝了接頭的（如購(gòu)買(mǎi)時(shí)己經(jīng)安裝了BFOC接頭），但如果事先不知道距離，也可以選擇單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)光纖和接頭。但一般玻璃光纖的BFOC接頭都需要專(zhuān)業(yè)人士來(lái)安裝。除了OLM，其它的帶有光纖接口的設(shè)備包括OBT/CP3425FO/IM467FO/CP5613FO/IM1532FO，這些設(shè)備使用的光纖一般使用的是簡(jiǎn)單接頭（SIMPLEXPLUG），且有兩種光纖可以選擇A塑料光纖980/100UM50M如6XV18210AT10BPCF光纖200/230UM300M如6XV18612AC接頭SIMPLEXPLUG6GK19000KB000AC0這里再總結(jié)一下兩種接頭的訂貨號(hào)玻璃光纖的BFOCCONNECTOR6GK19010DA200AA0塑料光纖的PCFSIMPLEXPLUG6GK19000KB000AC0BFOCPLUG6GK19000HB000AA0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PCFSIMPLEXPLUGS6GK19000KL000AA0BOCPLUGS6GK19000HL000AA0但如果是玻璃光纖還是建議找專(zhuān)業(yè)的人員和設(shè)備來(lái)熔接。223PRFOBUS插頭PROFIBUS插頭用于連接PROFIBUS電纜和PROFIBUS的站點(diǎn)（圖8）。一個(gè)站。當(dāng)各站點(diǎn)通過(guò)插頭連接以及網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范，每個(gè)物理網(wǎng)段支持32個(gè)物理設(shè)備，且在物理網(wǎng)段終端的站點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置終端電阻防止浪涌保證通訊質(zhì)量。而每個(gè)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(dāng)終端電阻設(shè)置為“ON”時(shí)，表示一個(gè)物理網(wǎng)段的終結(jié)，因此連接在出線端口“OUT”后面的網(wǎng)段的信號(hào)也將被中斷。因此，在每個(gè)物理網(wǎng)段兩個(gè)終端站點(diǎn)上的插頭，需要將網(wǎng)線連接在進(jìn)線口“IN”，同時(shí)將終端電阻設(shè)置為“ON”，而位于網(wǎng)段中間的站點(diǎn)，需要依次將網(wǎng)線連接在進(jìn)線口“IN”和出線口“OUT”，同時(shí)將終端電阻設(shè)置為“OFF”。（圖9）圖9PROFIBUS插頭的連接和設(shè)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(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端站點(diǎn)處的插頭盡量使用帶編程口的（見(jiàn)圖8，左側(cè)的插頭），便于系統(tǒng)的診斷和維護(hù)。224終端電阻PROFIBUS電纜的兩端應(yīng)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(hào)反射在通信過(guò)程中，有兩種原因?qū)е滦盘?hào)反射阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。阻抗不連續(xù)信號(hào)在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒(méi)有（例如短路）或者阻抗很大（例如斷線），信號(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射。這種信號(hào)反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)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(gè)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(hào)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(gè)同樣大小的終端電阻（圖10）。射，主要表現(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。在EIARS485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(bǔ)充。當(dāng)沒(méi)有站進(jìn)行傳輸（即空閑時(shí)間）時(shí)，這個(gè)補(bǔ)充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導(dǎo)體間的電壓）趨于一個(gè)確定值（圖11）。和總線電纜阻抗不匹配，則最大通訊距離會(huì)減少一半。因而，在一個(gè)物理網(wǎng)段中，應(yīng)該保證在網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)終端各有一個(gè)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(huì)出現(xiàn)不匹配的問(wèn)題。這就意味著，如果終端站點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，則有可能會(huì)影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量，因而除了使用PROFIBUSCONNECTOR上自帶的終端電阻，西門(mén)子還提供了有源的終端電阻設(shè)備（圖12）。225RS485中繼器按照RS485串口通訊的規(guī)范，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備超過(guò)32個(gè)，或者波特率對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊距離己經(jīng)超出規(guī)定范圍時(shí)，就應(yīng)該使用RS485中繼器來(lái)拓展網(wǎng)絡(luò)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(luò)中實(shí)際連接的硬件超過(guò)32個(gè)時(shí)，或者所對(duì)應(yīng)的波特率超過(guò)一定的距離時(shí)（表3），則需要增加相應(yīng)的RS485中繼器來(lái)進(jìn)行物理網(wǎng)段的擴(kuò)展。由于RS485中繼器本身將造成數(shù)據(jù)的延時(shí)，因而一般情況下，網(wǎng)絡(luò)中的中繼設(shè)備都不能超過(guò)3個(gè)，但西門(mén)子的PROFIBUSRS485中繼器采用了特殊的技術(shù)，因而可以將中繼器的個(gè)數(shù)增加到9個(gè)，即在一條物理網(wǎng)線上，最多可以串聯(lián)9個(gè)西門(mén)子的RS485中繼器（圖10）。這樣，網(wǎng)段的擴(kuò)展距離將大大增加。1）安裝問(wèn)題RS485中繼器上下分為兩個(gè)網(wǎng)段，其中A1/B1和A1/B1接口是網(wǎng)段1的一個(gè)PROFIBUS接口，A2/B2和A2/B2接口是網(wǎng)段2的一個(gè)PROFIBUS接口，PG/OP接口屬于網(wǎng)段1；信號(hào)放大是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實(shí)現(xiàn)的，同一網(wǎng)段內(nèi)信號(hào)不能放大；因而需要進(jìn)行距離擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)必須是接在網(wǎng)段2上；兩個(gè)網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而RS485中繼器除了擴(kuò)展網(wǎng)段外，還有一個(gè)作用就是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離。這兩個(gè)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(luò)沒(méi)有關(guān)系，不同的物理網(wǎng)段仍然可以屬于同一個(gè)PROFIBUS邏輯網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，RS485中繼器也是一個(gè)信號(hào)收發(fā)設(shè)備，占一個(gè)物理設(shè)備的位置，但不需要分配站號(hào)，因而注意在物理連接站點(diǎn)時(shí)，每個(gè)網(wǎng)段所連接的從站數(shù)是小于32的。擴(kuò)展的距離則對(duì)應(yīng)于每個(gè)波特率的傳輸距離（表3）。2）終端電阻的設(shè)置問(wèn)題由于兩個(gè)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(shè)置往往比較容易混淆?？谥欣^器做為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展1來(lái)講，中繼器就是該網(wǎng)段的一個(gè)終端設(shè)備，因而在網(wǎng)段1中，應(yīng)該將PROFIBUS網(wǎng)線接在A1/B1上，同時(shí)網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置為“ON”；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類(lèi)似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時(shí)終端電阻設(shè)置為“ON”。在這種網(wǎng)絡(luò)中，上下兩個(gè)網(wǎng)段中，最多都還可以連接31個(gè)從站設(shè)備?？谥欣^器在的兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展圖15中繼器在的兩個(gè)網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展此時(shí)，中繼器的網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都是網(wǎng)絡(luò)中間的一個(gè)站點(diǎn)，即終端電阻為“OFF”，網(wǎng)段1的總長(zhǎng)度為200米（15MBPS），網(wǎng)段2的總長(zhǎng)度也為200米（15MBPS）。兩個(gè)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(hào)放大、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的作用，還可以將不同的兩個(gè)物理網(wǎng)段進(jìn)行電氣隔離，從而避免兩個(gè)網(wǎng)段之間的EMC干擾。由于網(wǎng)段之間是隔離的，因而如果斷開(kāi)PE端時(shí)，可以將兩個(gè)網(wǎng)段分別按照接地和不接地的兩個(gè)網(wǎng)段進(jìn)行連接操作。226OLM和OBT除了電纜，PROFIBUS通訊還支持光纖做為傳輸介質(zhì)，通過(guò)光纖連接的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)絡(luò)距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，且光纖本身不受電、磁的影響，比較適合長(zhǎng)距離、戶外鋪設(shè)和抗電磁兼容的環(huán)境。支持PROFIBUS光纖通訊的設(shè)備有OLM和OBT。其中OLM是做為主干網(wǎng)設(shè)備使用的，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，需要進(jìn)行一定的撥碼參數(shù)的設(shè)置；而OBT只是做為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的轉(zhuǎn)換。1OLMOPTICALLINKMODULEOLM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有以下幾種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接線性拓?fù)湫切瓮負(fù)淙哂喙饫w環(huán)網(wǎng)口線性拓?fù)鋱D17OLMV4口星形拓?fù)鋱D18OLM的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)口OLM的冗余環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在冗余環(huán)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有的OLM必須型號(hào)相同，且DIP開(kāi)關(guān)的設(shè)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(qǐng)參考光纖部分的介紹（表4）。2OBTOPTICALBUSTERMINALOBT僅僅做為介質(zhì)轉(zhuǎn)換的設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)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）。3PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)范了解了PROFIBUS的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹，同時(shí)會(huì)結(jié)合一些現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)例加以說(shuō)明。31網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)則設(shè)計(jì)一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，首先需要了解PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟?guī)則PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論上最多可連接127個(gè)物理站點(diǎn)，其中包括主站、從站以及中繼設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)的通訊波特率96KBPS12MBPS，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系（見(jiàn)表3）；每個(gè)物理網(wǎng)段最多32個(gè)物理站點(diǎn)設(shè)備，物理網(wǎng)段兩終端都需要設(shè)置終端電阻或使用有源終端電阻；每個(gè)網(wǎng)段的通訊距離或者設(shè)備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展，中繼器最多可串聯(lián)9個(gè)；每個(gè)中繼設(shè)備（RS485中繼器、OLM）也做為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)物理站點(diǎn)，但沒(méi)有站號(hào)；網(wǎng)絡(luò)支持多主站，但在同一網(wǎng)絡(luò)中，不建議多于3個(gè)主站；在STEP7軟件中進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照從小到大的順序設(shè)置從站站號(hào)，且應(yīng)該連續(xù)；一般0是PG的地址，12為主站地址，126為某些從站默認(rèn)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從站最多可連接124個(gè)，站號(hào)設(shè)置一般為3125。如果網(wǎng)絡(luò)中涉及到分支電纜，則應(yīng)注意分支電纜的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守PROFIBUS的協(xié)議規(guī)定，比如波特率15MBPS時(shí)，網(wǎng)段中分支電纜總長(zhǎng)度66米（表5）。波特率KBIT/S96977518755001500分支電纜長(zhǎng)度（M）500100332066表5波特率與分支電纜的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)表用戶如果使用了西門(mén)子的SIMOCODE3UF7等產(chǎn)品時(shí)，就會(huì)涉及到網(wǎng)絡(luò)中存在分支電纜的問(wèn)題。為了保證每個(gè)網(wǎng)段的分支電纜不超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度，一般可以在每個(gè)抽屜柜內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)中繼器，進(jìn)行物理網(wǎng)段的分剖，同時(shí)還可以起到隔離干擾的作用。在進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接之前，首先應(yīng)當(dāng)考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否有問(wèn)題。如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有問(wèn)題，將來(lái)網(wǎng)絡(luò)通訊很可能出現(xiàn)問(wèn)題。另外，從波特率與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系中可以看到，波特率越高，則對(duì)應(yīng)的通訊距離越近，因而如果現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行觀察處理。32PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)安裝的規(guī)則321網(wǎng)絡(luò)布線的規(guī)則口選擇標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS通訊電纜標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS通訊電纜的特性阻抗為150歐姆，這與PB頭的終端電阻設(shè)置為“ON”時(shí)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(huì)受到影響；標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS電纜往往是雙層屏蔽的，屏蔽效果比較好。另外，標(biāo)準(zhǔn)通訊電纜是雙絞的，因而對(duì)于信號(hào)在電纜內(nèi)傳輸時(shí)自身產(chǎn)生的干擾也能夠起到自我抑制的作用?？谄帘螌佣帱c(diǎn)接地PROFIBUS電纜在插頭內(nèi)接線時(shí)，須將屏蔽層剝開(kāi)，壓在插頭內(nèi)的金屬部分，該金屬部分與當(dāng)SUBD插頭外部的金屬部分相連，當(dāng)將插頭插在CPU或者ET200M等設(shè)備的DP口上時(shí)，則通過(guò)設(shè)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(shí)現(xiàn)了屏蔽層的接地。由于接地有利于保護(hù)PLC設(shè)備以及DP通訊口，因此對(duì)于所有的PROFIBUS站點(diǎn)都要求進(jìn)行接地處理，即“多點(diǎn)接地”?？诓季€規(guī)則A不同電壓等級(jí)的電纜分線槽布線高電壓，大電流的動(dòng)力電纜，與小電壓和小電流的電纜應(yīng)該是分線槽布線，同時(shí)線槽應(yīng)蓋上蓋板，盡量全封閉；如果現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法分線槽布線，則將兩類(lèi)電纜盡量遠(yuǎn)離，中間加金屬隔板進(jìn)行隔離，同時(shí)金屬線槽要做接地處理（圖24）。POWERCABLE圖24電纜槽架以及電纜在線槽內(nèi)的處理圖25現(xiàn)場(chǎng)布線電纜槽架之間也的連接應(yīng)該保證用金屬連接部件大面積連接處理，同時(shí)注意“接地”的連接。圖26電纜橋架之間的連接以及接地處理B通訊電纜單獨(dú)在線槽外布線時(shí)，可根據(jù)情況采用穿金屬管的方式，這樣既可以保護(hù)通訊電纜不被損壞，對(duì)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(chǎng)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(lèi)似情況可考慮局部或者全部穿管。C通訊電纜與動(dòng)力電纜避免長(zhǎng)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稠合，因此為了避免相互之間的影響，應(yīng)避免平行布線（圖27）。圖28通訊電纜在線槽內(nèi)與動(dòng)力電纜平行走線在圖27中，通訊電纜不僅沒(méi)有滿足A或B兩條原則，反而與比較大的動(dòng)力電纜平行布線，這會(huì)導(dǎo)致該電纜比較容易受到動(dòng)力電纜的干擾?？梢越徊娌季€兩根交叉布線的電纜相互之間不會(huì)因?yàn)槿菪猿砗隙a(chǎn)生干擾。D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(yīng)與大面積的金屬板或“地平面”貼近。E通訊電纜過(guò)長(zhǎng)時(shí)，不要形成環(huán)狀（圖30）此時(shí)如果有磁力線從環(huán)中間穿過(guò)時(shí)，根據(jù)“右手定律”，容易產(chǎn)生干擾信號(hào)。在圖30中，盡管背板是比較大的金屬板，但由于項(xiàng)目己經(jīng)完成，因而不存在電纜長(zhǎng)度變化的可能，因此還是建議用戶將過(guò)長(zhǎng)的電纜剪短，放入柜內(nèi)的電纜槽內(nèi)。F通訊線連接的設(shè)備應(yīng)做等電勢(shì)連接PROFIBUS連接的站點(diǎn)可能分布較廣，為了保證通訊的質(zhì)量，一般要求所有通訊站點(diǎn)都應(yīng)該處于同一個(gè)電壓等級(jí)上，即應(yīng)當(dāng)都是“等電勢(shì)”的（圖31）。如果兩個(gè)站點(diǎn)的“地”之間不等電勢(shì)，則當(dāng)兩個(gè)設(shè)備分別各自接地時(shí)，將會(huì)在兩個(gè)接地點(diǎn)之間產(chǎn)生電勢(shì)差，此時(shí)電流會(huì)流過(guò)通訊電纜的屏蔽層，從而對(duì)通訊產(chǎn)生影響。因此應(yīng)該在兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行等電勢(shì)的綁定。可以用等勢(shì)線將兩個(gè)設(shè)備的“地”進(jìn)行連接，等勢(shì)線的規(guī)格為銅6MM2，鋁16MM2，鋼50MM2。當(dāng)然，這里不是要求所有的現(xiàn)場(chǎng)都需要增加額外的等勢(shì)線而增加成本，只是建議在出現(xiàn)接地點(diǎn)電勢(shì)不相等的情況時(shí)，如果影響到通訊，或者可能造成設(shè)備損壞，則應(yīng)當(dāng)想辦法加以改進(jìn)。如果由于接地點(diǎn)本身的原因造成了通訊不穩(wěn)定，比如某個(gè)系統(tǒng)的“地”本身存在著很強(qiáng)的干擾，則在此處將屏蔽層接地反而會(huì)對(duì)PROFIBUS通訊造成影響，因而此時(shí)應(yīng)該考慮首先處理好“地”，然后再將PROFIBUS屏蔽層接地。為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供一個(gè)良好的“地”以及進(jìn)行正確的“接地”是提高EMC特性的前提（圖32）。G通訊線在電柜內(nèi)的布線通訊電纜在電柜內(nèi)布線時(shí)，也應(yīng)該遵循之前的原則，即遠(yuǎn)離干擾源。在柜內(nèi)的走線應(yīng)當(dāng)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，盡量避免與高電壓、大電流的電纜在同一線槽內(nèi)走線（圖33），同時(shí)，不要在柜內(nèi)形成“環(huán)”，特別時(shí)避免將變頻器等干擾源包圍在“環(huán)”內(nèi)。圖33通訊電纜與動(dòng)力電纜在電柜內(nèi)的受干擾情況322通訊電纜的屏蔽層在電柜內(nèi)的處理1首先是PROFIBUS插頭，除了之前介紹的，需要將屏蔽層壓在插頭的金屬部分外，還需要注意屏蔽層不要?jiǎng)冮_(kāi)的太長(zhǎng)，否則會(huì)暴露在空間，成為容易受干擾的“天線”（圖34）。2通訊電纜的屏蔽層在進(jìn)/出電氣柜時(shí)，都應(yīng)該進(jìn)行屏蔽層接地處理屏蔽層應(yīng)該保證與接地銅排進(jìn)行大面積的接觸（圖35）。通訊電纜在進(jìn)/出電柜時(shí)，都應(yīng)該將電纜的屏蔽層進(jìn)行接地處理。這樣避免外部的干擾信號(hào)進(jìn)入電柜，同時(shí)也避免柜內(nèi)產(chǎn)生的干擾對(duì)外部設(shè)備造成影響（圖36）。過(guò)端子進(jìn)行連接，則屏蔽層最好在端子排的兩側(cè)分別進(jìn)行連接（圖37）。圖37通訊電纜通過(guò)端子連接時(shí)的屏蔽層處理而此時(shí)應(yīng)當(dāng)避免的做法是將屏蔽層剝開(kāi)，擰成一根連接到端子（圖38），這種方式在EMC領(lǐng)域有個(gè)名稱(chēng)叫做“豬尾巴”。圖38屏蔽電纜接頭處的“豬尾巴效應(yīng)”在現(xiàn)場(chǎng)的連接中，如果將屏蔽層剝開(kāi)過(guò)長(zhǎng)，則通訊電纜將有很長(zhǎng)一段沒(méi)有被屏蔽層“保護(hù)”，而屏蔽層擰成一根后將形成天線，更容易將干擾引入系統(tǒng)（圖39）。圖39屏蔽電纜的“豬尾巴”連接323過(guò)壓保護(hù)如果使用場(chǎng)合存在過(guò)壓的危險(xiǎn)，請(qǐng)?jiān)诠裢獠捎弥甭耠娎|，同時(shí)在柜內(nèi)、柜外的電纜上采用過(guò)壓保護(hù)裝置（圖40）。如果存在雷擊，請(qǐng)參照防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防雷的設(shè)計(jì)。圖40過(guò)壓保護(hù)裝置324減小變頻器等干擾源設(shè)備對(duì)通訊的影響變頻器等比較大功率的設(shè)備除了通過(guò)干擾電源、通過(guò)空間輻射干擾影響設(shè)備正常運(yùn)行外，隨著變頻器等設(shè)備具有