PROFIBUS网络安装规范(超详细)教程.docxVIP

PROFIBUS 是一种具有广泛应用范围的、开放的数字通信系统，在集中自动化系统向分散自 动化系统转移方面是一种重大突破。 由于PROFIBUS一直侧重于系统集成和系统工程等方面，尤其是侧重于应用行规的研究开发，使 得该总线具有适合于快速、时间要求严格的应用和复杂的通信任务的特点，成为唯一能够全面覆 盖工厂自动化和过程自动化应用的现场总线，特别适用于工厂自动化和过程自动化领域。因而从 诞生至今，PROFIBUS 在现场总线技术领域一直是国际市场上的领导者。 随着PROFIBUS的大量应用，许多用户开始接触并使用了现场总线。但由于用户对现场总线 技术的了解程度不同，再加上现场施工情况复杂，因而很有可能导致许多项目的现场总线通讯上 可能存在着一些隐患，如果不能及时发现和处理，将有可能导致系统出现通讯故障，从而影响整 个系统的正常运行。 为了帮助广大用户一一特别是刚刚接触到现场总线的用户能够对PROFIBUS的硬件有个初步 的了解，这里将重点介绍如何在现场正确的安装和使用相关PROFIBUS的网络元件和设备，帮助 用户在使用PROFIBUS现场总线的过程中从硬件安装的角度尽量减少问题的发生，从而尽量减少 整个网络使用中出现故障的概率。 PROFIBUS 概述 PROFIBUS网络通讯的本质是RS485串口通讯，按照不同的行业应用，主要有三种通讯行规： DP（Decentralized Peripherals），FMS（Field Message Specification）和PA（Process Automation）行规。 其中DP通讯的方式在OSI参考模型中主要使用第1、2、7层，因此PROFIBUS DP网络的通讯 速度较快，且报文简单（表1）。 第7层DP设备行规FMS设备行规PA设备行规（应用层）基本功能基本功能扩展功能扩展功能DP用户接口 直接数 据链路映象程序 (DDLM)应用层接口 （ALI)DP用户接口 直接 数据链路映象程序 (DDLM)第3～6层（并没有省略）第2层（数据链路数据链路层数据链路层IEC接口层）现场总线数据链路现场总线数据链路（FDL)（FDL) 第1层 （物理层）物理层 （RS485/光纤)物理层 （RS485/光纤）IEC61158-2表1 三种PROFIBUS的通讯行规的OSI模型 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 目前己经不再使用，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）。因此这里我们从最 基本的网络硬件着手，介绍PROFIBUS的网络连接方式。 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： 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模型中己经规定：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，目的是降低总线稠合器成本，稠合器可以使站 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。传输速率三93.75 kbits/s 时，最大电缆长度为 1.2km 。对 1500 kbits/s 的速度，最大长度减到 70/200m(对 B/A 型电缆)。 PROFIBUS 电缆的特性阻抗应在 1000 到 2200 之间，电缆