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上海市 松江县
更新时间
2020-07-04 01:30:08
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叶凡
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西门子进货渠道原装全新
如何正确使用西门子ProfibusDP接头以及终端电阻
插头与终端电阻在Profibus通讯中有着非常重要的作用，它们使用起来非常简单，没有很多复杂的设置；但是正是由于使用简单，使得很多工程师在使用当中忽略了一些细节，导致很多通讯问题。
1 Profibus插头的结构与简单用法
图1Profibus插头结构
这是常见的Profibus插头，如果我们有A、B两个站点要做Profibus通讯，应该如何连接插头呢？因为总线上只有两个站，显然终端电阻都要打到ON位置。那么插头上的接线是否要一进一出呢。
图2 两个DP站点的连接
正确的做法是两个插头都连接进线端。因为终端电阻与插头的出线端是2选1的。终端电阻打ON，进线端连接终端电阻，断开与出线端的连接；终端电阻打OFF，进线端断开与终端电阻的连接，连接出线端。
2常见的Profibus总线连接
图3 主站在总线一端点
图3所示的是一般的Profibus总线连接方法，主站位于总线的一端，终端电阻打ON。
然后依次连接后面的站点，中间的站点终端电阻打OFF，后面的站点终端电阻打ON。
图4 主站在总线中间
有时候由于现场设备分布的原因，主站也可以安装在Profibus总线的中间，具体做法如图4所示。
终端电阻打ON的设备不能断电，如图5所示Profibus插头上除了220欧的终端电阻以外还有两个390欧的偏置电阻，并且偏置电阻上必须连接电源。
图5 终端电阻和偏置电阻
如果终端设备需要经常断电维护，或者终端设备只有接线端子而没有9针D型插座，就需要使用有源终端模块作为Profibus总线的终端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。
图6 Profibus有源终端模块
如果Profibus电缆不够长，需要把两根电缆接起来，不能简单的把两根铜芯拧起来，因为这样会破坏电缆的特征阻抗，可能会导致通讯问题。好使用图7中的接头来连接两根需要接起来的电缆。
图7 Profibus连接接头
3 RS485中继器的终端电阻使用方法
Profibus通讯电缆的大长度取决于通讯的波特率，如果电缆过了所能通讯的大长度，就需要使用RS485中继器来延长通讯距离。
表1 总线长度与传输速率的关系
中继器上有接线端子，Profibus电缆可直接连接到端子上。另外中继器上也配有终端电阻。其用法与电缆插头相同。
图8 1网段只有进线，2网段有进线出线
图9 1网段只有进线，2网段只有进线
图10 1网段有进线出线，2网段有进线出线
4 OLM上插头终端电阻使用方法
如果现场设备通讯距离较远，或者现场电磁干扰严重，可以使用OLM把电信号转化成光信号，使用光缆来传输信号。OLM上有RS485电气接口，需要使用Profibus插头来连接电缆。并且OLM电气接口不论连接主站还是从站，接法都一样。
图11 1网段只有进线，2网段只有进线
图12 1网段有进线出线，2网段只有进线
图13 1网段有进线出线，2网段有进线出线
对于只有一个RS485接口的OLM，可认为只有1网段，接法相同。
5 DP/DP coupler上插头终端电阻使用方法
两个DP主站可以使用DP/DP coupler来传输数据。DP/DP coupler上有两个RS485接口，连接方法与OLM相同。
图14 1网段只有进线，2网段只有进线
图15 1网段只有进线，2网段有进线出线
图16 1网段有进线出线，2网段有进线出线
设计
提供有各种类型的总线连接器，可优化用于连接的设备：
总线连接器具有轴向电缆引出线（180°），可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP，传输速率高达 12 Mbps，带集成的总线端接电阻
带垂直电缆引出线的总线连接器（90°）；
这种接头采用垂直电缆引出线（有或没有编程器接口），数据传输速率高达 12 Mbps，带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或 12 Mbps 时，在带编程器接口的总线接头和编程器之间，需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。
有 30°电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率大为 1.5 Mbps，无集成的总线端接电阻。
PROFIBUS 快速连接 RS 485 总线接头（90°或 180°电缆引出线），传输速率大为 12 Mbps，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（用于硬线和软线）。
应用
用于 PROFIBUS 的 RS485 西门子DP接头，可用于连接 PROFIBUS 节点或 PROFIBUS 网络部件到 PROFIBUS 总线电缆。
西门子DP接头常用型号及说明：
6ES7972-0BA12-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 电缆出线， 15.8x 64x 35.6mm（宽x高x深）, 终端电阻含 隔离功能，不带 PG 编程设备插座
6ES7972-0BA42-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 带斜向电缆出线， 15.8x 54x 39.5mm（宽x高x深）, 终端电阻含 隔离功能，不带 PG 编程设备插座
6ES7972-0BA52-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 电缆出线， 绝缘压穿连接 Fast-Connect，不带 PG 编程设备插座 15.8x 59x 35.6mm（宽x高x深）
6ES7972-0BB12-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 电缆出线， 15.8x 64x 35.6mm（宽x高x深）, 终端电阻含 隔离功能，带 PG 编程设备插座
6ES7972-0BB42-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 带斜向电缆出线， 15.8x 54x 39.5mm（宽x高x深）, 终端电阻含 隔离功能，带 PG 编程设备插座
6ES7972-0BB52-0XA0
SIMATIC DP，连接器 针对 PROFIBUS 多至 12 MBit/s 90° 电缆出线， 绝缘压穿连接 Fast-Connect，带 PG 编程设备插座 15.8x 59x 35.6mm（宽x高x深）
6GK1500-0EA02
PROFIBUS 总线连接器 带 OLM 的轴向电缆 工业计算机，SIMATIC OP，出线； 传输速率 12Mbit/s； 终端电阻含 隔离功能，金属外壳
6GK1500-0FC10
PROFIBUS FC RS 485 插头 180 PROFIBUS 连接器，带 FastConnect 连接器 和 OLM 的轴向电缆 工业计算机，SIMATIC OP，出线， 传输速率：12 Mbit/s， 终端电阻含 隔离功能， 塑料外壳
和西门子DP接头配套用的电缆6XV1830-0EH10公司常年备有现货
参数如下：
导体：裸铜丝，1*0.65mm
线芯颜色： 绿色-红色
屏蔽层： 铝塑带+镀锡铜丝编织
护套： PVC 3DRX 22X 02R
特性阻抗： 150?
工作温度：-40 ... +75 °C
技术指标
1：实心裸铜线导体，2芯并合成对，芯线红绿二色
2：铝箔，裸金属丝编织双层屏蔽，PVC外护套，阻燃，外观紫色
3：符合VDE 0472标准，B类实验（IEC332.1）
4：带米标识，分100米，200米，300米包装，500米，1000米木轮包装
5：工作参数：单线传输大规格：1000米，加中继器可延长至10000米
其它介绍：
1：借组于其双层屏蔽层，尤其适用于安装在易受电磁干扰的工业环境中
2：通过总线终端的接地触点的外包层，可实现接地的连续性
3：按米销售
产品描述：导体为1线对（2*22AWG）独股铜丝，红色，绿色绝缘护套层，
铝箔、聚酯复合带屏蔽率+镀锡铜编织网78%屏蔽率共双层屏蔽，特性抗阻150欧姆，紫色PVC外护套
DP快速连接标准电缆，总线电缆径向对称设计，允许采用剥线工具，可以快速方便的装配总线连接器，标准总线电缆专门为装配设计
西门子提供各种用于电气或光纤传送技术的 PROFIBUS 网络部件。
PROFIBUS 已根据通用自动化标准 IEC 61158/EN 50170 进行了标准化（PROFIBUS FMS 和PROFIBUS DP），并根据过程自动化标准 IEC 61158-2 进行了标准化（PROFIBUS PA）。
电气网络
电气网络采用双绞线屏蔽电缆。RS 485 接口根据电压差进行操作。因此，与电压或电流接口相比更不易受干扰影响。使用 PROFIBUS，站点通过总线端子和总线连接器连接到总线(每网段多 32 个节点)。
各网段通过中继器连接。
传输速率在 9.6 Kbit/s 至 12 Mbit/s 之间可调。
大段长取决于传输速率。
电气网络可配置成总线或树形结构。
对于本质安全区域中的应用，可将符合 IEC 61158-2 的传输技术与 PROFIBUS PA 结合使用。此时，传输速率可达 31.25 Kbit/s。
特性
总线电缆
传输方法：RS 485（符合 EIA）
具有总线终端和总线连接器的总线拓扑，用于连接 PROFIBUS 站
符合 IEC 61158/EN 50170 通用自动化标准 (PROFIBUS FMS/DP) 和 IEC61158-2 本质安全区域标准 (PROFIBUS PA) 的传输方法
RS 485 的 DP 传输系统（通过差分电压信号进行位编码）使用网络组件（DP/PA 耦合器或 DP/PA 链接器）转换为 IEC 61158-2（通过电流信号进行位编码）
简单、统一的安装和接地方案
易于安装
电气 PROFIBUS 网络组态
光学网络
PROFIBUS 的光纤电缆具有以下性能：
传输链路不易受电磁干扰
适于长距离敷设
电隔离
可使用塑料、PCF 或玻璃光纤电缆
避免过电压和等电位连接问题
带 OLM 的光纤 PROFIBUS
使用光学链路模块 (OLM)，可以构建一个具有总线形、环形或星形拓扑结构的光纤网络。两个 OLM 之间的大距离可达 15km，可在 9.6 Kbit/s 到 12 Mbit/s 之间逐级调节传输速率。
具有集成接口和 OBT 的光纤 PROFIBUS
带集成接口和 OBT 的光学 PROFIBUS 可构建线形拓扑结构。使用集成光学接口的设备可构成一种低成本的解决方案。配有 RS 485 接口的终端设备可通过一个光学总线端子（OBT）连接。在使用塑料光缆的情况下，两个节点间的大距离为 50 m。可提供特殊的光纤电缆，传输距离可达 400 m。
混合网络
电气网络和光纤网络混合可以使用。OLM 提供两种不同介质的转换。
在总线上的站间通讯中，两线制技术与光纤技术之间不存在差别。一个 PROFIBUS 网络可连接多达 127 个站点。
光纤传输有以下优点：
塑料或玻璃纤维光缆不易受到电磁干扰，从而无需采取电气网络中必须采取的 EMC 措施。
在室外区域无需采取附加避雷措施
由于导体所具有的特性，模块上的电位被自动分开
通过光纤电缆，可长距离连接到现场设备。
由电气和光学 PROFIBUS 组成的网络配置
通信功能
数据通讯用于可编程序控制器之间(如 PROFIBUS FMS) ，或一台可编程序控制器与智能伙伴（工控机、P C等）之间的数据交换。
下面的通讯功能可用于此目的：
编程器/OP 通讯
包括集成的通讯功能，它用于 SIMATIC，以便与 HMI 设备（例如 TP/OP）和 SIMATIC 编程器（STEP 7）交换数据。编程器/OP 通讯由 MPI、PROFIBUS 及工业以太网支持。
S7路由
通过 S7 路由，编程器可在整个网络中进行通讯。
S7 通讯
S7 通讯是 SIMATIC S7/C7 内优化的集成通讯功能。它可用于连接 PC 与工作站。 每个作业的用户数据量大为 64K 字节。 S7 通讯为所有网络提供简单、功能强大的通讯服务以及与软件接口无关的网络。
开放式通讯
通过开放式通讯 (SEND/RECEIVE)，SIMATIC S7 控制器可与其他 SIMATIC S7 和 SIMATIC S5 控制器（S5 兼容通讯）、PC 和第三方系统进行通讯。
标准通讯
这包括标准化的数据通讯协议。
PROFIBUS-FMS（现场总线信息规范）
适合于几个工作站（多16个）范围内的不同制造商提供的不同自动化系统（如PLC， PC）之间的通讯。可以与装有FMS接口的现场设备进行通讯。
由于FMS READ， WRITE和INFORMATION REPORT服务， 应用程序可以读或写访问对方的变量或将自已的变量值传送给通讯伙伴。支持对变量值的部分访问。通讯是经过非循环连接（主站/主站，主站/从站）、以从站启动的非循环连接以及循环连接（主站/从站）进行处理的。使用 INFORMATION REPORT（信息报告），还可通过广播服务，将一个报文发送给网络中的所有其它节点。此外， 可以启动FMS IDENTIFY （请求伙伴的识别特性） 和 STATUS （请求伙伴的状态） 服务。