西门子DP电缆西门子通讯电缆西门子总线电缆,西门子DP总线，西门子Profibus总线，西门子DP通讯电缆，西门子通讯总线 徐生前（销售工程师） 订购直线： 6XV1830-0EH10 SIMATIC NET, PROFIBUS 快速标准电缆 GP, 2 芯, 屏蔽, 为快速安装而*设计，*大长度: 1000m, *小订购数量: 20m, 按米销售 6XV1830-3EH10 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 拖缆, PROFIBUS 拖缆, *大加速度:4 m/s2, 至少 3 *次 弯曲次数，弯曲半径： 约 120mm，双芯屏蔽线，按米销售，*大长度: 1000m, *小订购量: 20 m FIBUS协议结构 （1） PROFIBUS-DP：定义了*、二层和用户接口。第三到七层未加描述。用户接口规定了用户及系统以及不同设备可调用的应用功能，并具体说明了各种不同PROFIBUS-DP设备的设备行为。 （2） PROFIBUS-FMS：定义了*、二、七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification-FMS）和低层接口（Lower Layer Interface—LLI）。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强有力的通讯服务。LLI协调不同的通讯关系并提供不依靠设备的第二层访问接口。 （3） PROFIBUS-PA：PA的数*输采用扩展的PROFIBUS-DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1158-2标准，PA的传输技术可*其本征*性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。 2.2.2 PROFIBUS传输技术 PROFIBUS提供了三种数*输类型： · 用于DP和FMS的RS485传输。 · 用于PA的IEC1158-2传输。 · 光纤 2.2.2.1用于DP/FMS的RS485传输技术 由于DP与FMS系统使用了同样的传输技术和同一的总线访问协议，因而，这两套系统可在同一根电缆上同时操纵。 RS-485传输是PROFIBUS*常用的一种传输技术。这种技术通常称之为H2。采用的电缆是屏蔽双绞铜线。 RS-485传输技术基本特征： · 网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻。 · 传输速率：9.6K bit/s～12M bit/s · 介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）。 · 站点数：每分段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）。 · 插头连接：*好使用9针D型插头。 2.2.2.2 RS-485传输设备安装要点 （1） *设备均与总线连接。 （2） 每个分段上*多可接32个站（主站或从站）。 （3） 每段的头和尾各有一个总线终端电阻，*操纵运行不发生误差。两个总线终端电阻*须*有电源。见图2-2所示。 （4） 当分段站*过32个时，*须使用中继器用以连接各总线段。串联的中继器一般不*过3个。见图2-3所 （5） 电缆*大长度取决于传输速率。如使用A型电缆，则传输速率与长度如下表2-1： 表2-1 （6） A型电缆参数： 阻*：135-165W 电容：〈 30pf/m 回路电阻：110W 线规：0.64mm 导线面积：>0.34mmW （7） RS-485的传输技术的PROFIBUS网络*好使用9针D型插头，插头针脚定义和接线见图2-2所示。 （8） 当连接各站时，应*数据线不要拧绞，系统在高电磁发射环境（如汽车制造业）下运行应使用带屛蔽的电缆，屏蔽可进步电磁兼容性（EMC）。 （9） 如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。另外建议数据线*须与高压线隔离。 （10） *过500Kbit/s的数*输速率时应避免使用短截线段，应使用市场上现有的插头可使数据输进和输出电缆直接与插头连接，而且总线插头可在任何时候接通或断开而并不中断其它站的数据通讯。 2.2.2.3 用于PA的IEC1158-2传输技术 （1） 数据IEC1158-2的传输技术用于PROFIBUS-PA，能满足化工和石油化产业的要求。它可保持其本征*性，并通过总线对现场设备供电。 （2） IEC1158-2是一种位同步协议，通常称为H1。 （3） IEC1158-2技术用于PROFIBUS-PA，其传输以下列原理为依据： · 每段只有一个电源作为供电装置。 · 当站收发信息时，不向总线供电。 · 每站现场设备所消耗的为常量稳态基本电流。 · 现场设备其作用如同无源的电流吸收装置。 · 主总线两端起无源终端线作用。 · 答应使用线性、树型和星型网络。 · 为进步*性，设计时可采用冗余的总线段。 · 为了调制的目的，假设每个总线站至少需用10mA基本电流才能使设备启动。通讯信号的发生是通过发送设备的调制，从±9 mA到基本电流之间。 （4） IEC1158-2传输技术特性: · 数*输：数字式、位同步、曼彻斯特编码。 · 传输速率：31.25K bit/s，电压式。 · 数据*性：前同步信号，采用起始和终止限定*避免误差。 · 电缆：双绞线，屏蔽式或非屏蔽式。 · 远程电源供电：可选附件，通过数据线。 · *爆型：能进行本征及非本征*操纵。 · 拓扑：线型或树型，或两者相结合。 · 站数：每段*多32个，总数*多为126个。 · 中继器：*多可扩展至4台。 2.2.2.4 IEC1158传输设备安装要点 （1） 分段藕合器将IEC1158-2传输技术总线段与RS-485传输技术总线段连接。藕合器使RS-485信号与IEC1158-2信号相适配。它们为现场设备的远程电源供电，供电装置可限制IEC1158-2总线的电流和电压。 （2） PROFIBUS-PA的网络拓扑有树型和线型结构，或是两种拓扑的混合，见图2-3 图2-3 （3） 现场配电箱仍继续用来连接现场设备并放置总线终端电阻器。采用树型结构时连在现场总线分段的*现场设备都并联地接在现场配电箱上。 （4） 建议使用下列参考电缆，也可使用更粗截面导体的其它电缆。 · 电缆设计： 双绞线屏蔽电缆 · 导线面积（额定值）： 0.8mm2（AWG18） · 回路电阻（直流）： 44W/Km · 阻*（31.25千赫时）： 100W±20% · 39千赫时衰减： 3dB/Km · 电容不平衡度： 2nF/Km （5） 主总线电缆的两端各有一个无源终端器，内有串联的RC元件，R=100W，C=1mF。当总线站*性反向连接时，它对总线的功能不会有任何影响。 （6） 连接到一个段上的站数目*多是32个。假如使用本征*型及总线供电，站的数目将进一步受到限制。即使不需要本征*性，远程供电装置电源也要受到限制。 （7） 线路*长长度的确定，根据经验先计算一下电流的需要，从表2-2中选用一种供电电源单元，再根据表2-3中线的长度选定哪种电缆。 表2-2标准供电装置（操纵值） （8） 外接电源：假如外接电源设备，根据EN50020标准带有适当的隔离装置，将总线供电设备与外接电源设备连在本征*总线上是答应的。 2.2.2.5 光纤传输技术 （1） PROFIBUS系统在电磁干扰很大的环境下应用时，可使用光纤导体，以增加*传输的间隔。 （2） 可使用两种光纤导体，一是价格低廉的塑料纤维导体，供间隔小于50米情况下使用。另一种是玻璃纤维导体，供间隔大于1公里情况下使用。 （3） 很多厂商提供*总线插头可将RS-485信号转换成光纤导体信号或将光纤导体信号转换成RS-485信号。 2.2.3 PROFIBUS总线存取协议 （1） 三种PROFIBUS（DP、FMS、PA）均使用一致的总线存取协议。该协议是通过OSI参考模型第二层（数据链路层）来实现的。它包括了*数据*性技术及传输协议和报文处理。 （2） 在PROFIBUS中，第二层称之为现场总线数据链路层（Fieldbus Data Link—FDL）。介质存取控制（Medium Access Control—MAC）具体控制数*输的程序，MAC*须*在任何一个时刻只有一个站点发送数据。 （3） PROFIBUS协议的设计要满足介质存取控制的两个基本要求： · 在复杂的自动化系统（主站）间的通讯，*须*在确切限定的时间间隔中，任何一个站点要有*的时间来完成通讯任务。 · 在复杂的程序控制器和简单的I/O设备（从站）间通讯，应尽可能快速又简单地完成数据的实时传输。 因此，PROFIBUS总线存取协议，主站之间采用令牌传送方式，主站与从站之间采用主从方式。 （4） 令牌传递程序*每个主站在一个确切规定的时间内得到总线存取权（令牌）。在PROFIBUS中，令牌传递*在各主站之间进行。 （5） 主站得到总线存取令牌时可与从站通讯。每个主站均可向从站发送或读取信息。因此，可能有以下三种系统配置： · 纯主—从系统 · 纯主—主系统 · 混合系统 （6） 图2-4是一个由3个主站、7个从站构成的PROFIBUS系统。3个主站之间构成令牌逻辑环。当某主站得到令牌报文后，该主站可在*时间内执行主站工作。在这段时间内，它可依照主—从通讯关系表与*从站通讯，也可依照主—主通讯关系表与*主站通讯。 图2-4：3个主站、7个从站构成的PROFIBUS系统 （7） 在总线系统初建时，主站介质存取控制MAC的任务是制定总线上的站点分配并建立逻辑环。在总线运行期间，断电或损坏的主站*须从环中排除，新上电的主站*须加进逻辑环。 （8） 第二层的另一重要工作任务是*数据的*性。PROFIBUS第二层的数据结构格式可*数据的高度完整性。 （9） PROFIBUS第二层按照非连接的模式操纵，除提供点对点逻辑数*输外，还提供多点通讯，其中包括广播及有选择广播功能。 2.3 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP用于现场层的*数*送。主站周期地读取从站的输进信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间*须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数*输外，PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通讯以进行组态、诊断和报警处理。 2.3.1 PROFIBUS-DP的基本功能 （1） 传输技术：RS-485双绞线、双线电缆或光缆。波特率从9.6Kbit/s到12Mbit/s。 （2） 总线存取：各主站间令牌传递，主站与从站间为主—从传送。支持单主或多主系统。总线上*多站点（主—从设备）数为126。 （3） 通讯：点对点（用户数*送）或广播（控制指令）。循环主—从用户数*送和非循环主—主数*送。 （4） 运行模式：运行、清除、停止。 （5） 同步：控制指令答应输进和输出同步。同步模式：输出同步；锁定模式：输进同步。 （6） 功能：DP主站和DP从站间的循环用户数*送。各DP从站的动态激活和可激活。DP从站组态的检查。强大的诊断功能，三级诊断信息。输进或输出的同步。通过总线给DP从站赋予地址。通过总线对DP主站（DPM1）进行配置。每DP从站的输进和输出数据*大为246字节。 （7） *性和保护机制：*信息的传输按海明间隔HD=4进行。DP从站带看门狗定时器（Watchdog Timer）。对DP从站的输进/输出进行存取保护。DP主站上带可变定时器的用户数*送*。 （8） 设备类型：第二类DP主站（DPM2）是可进行编程、组态、诊断的设备。*类DP主站（DPM1）是中心可编程序控制器，如PLC、PC等。DP从站是带二进制值或模拟量输进输出的驱动器、阀门等。 2.3.1.1 PROFIBUS-DP基本特征 （1） 速率：在一个有着32个站点的分布系统中，PROFIBUS-DP对*站点传送512 bit/s输进和512 bit/s输出，在12M bit/s时*1毫秒。 （2） 诊断功能：经过扩展的PROFIBUS-DP诊断能能对故障进行快速定位。诊断信息在总线上传输并由主站采集。诊断信息分三级： · 本站诊断操纵：本站设备的一般操纵状态，如温度过高、压力过低。 · 模块诊断操纵：一个站点的某具体I/O模块故障。 · 通道诊断操纵：一个单独输进/输出位的故障。 2.3.1.2 PROFIBUS-DP系统配置和设备类型 PROFIBUS-DP答应构成单主站或多主站系统。在同一总线上*多可连接126个站点。系统配置的描述包括：站数、站地址、输进/输出地址、输进/输出数据格式、诊断信息格式及所使用的总线参数。每个PROFIBUS-DP系统可包括以下三种不同类型设备： （1） DP主站（DPM1）：DP主站是中心控制器，它在预定的信息周期内与分散的站（如DP从站）交换信息。典型的DPM1如PLC或PC。 （2） 二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器、组态设备或操纵面板，在DP系统组态操纵时使用，完成系统操纵和*目的。 （3） DP从站：DP从站是进行输进和输出信息采集和发送的外围设备（I/O设备、驱动器、HMI、阀门等）。 （4） 单主站系统：在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。

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