profibus现场总线安装规则

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1、1、PROFIBUS电缆PROFIBUS介质是一根屏蔽双绞电缆,屏蔽可以提高电磁兼容(EMC)能力。NRZ位编码与EIARS-485信号结合,目的是降低总线耦合器成本,耦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1500kbits/s)时更需要。在双绞线两端的终端器使得物理层支持高速数据传输。传输速率≤93.75kbits/s时,最大电缆长度为1.2km。对1500kbits/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100Ω到220Ω之间,电缆电容(

2、导体间)应该<60pF/m,导线截面积应≥0.22mm2(24AWG)。电缆选择标准参见美国标准EIARS-485的附录。两类电缆的特性:电缆参数A型B型阻抗135Ω-165Ω(f=3到20MHz)100Ω-130Ω(f>100kHz)电容<30pF/m<60pF/m电阻≤110Ω/Km-导线截面积≥0.34mm2(22AWG)≥0.22mm2(24AWG)表1电缆表格下面的表指出两类电缆(A和B)对不同传输速度时的最大长度波特率[kbit/s]9.6~93.75187.550015003000~12000A型电缆长度(m)1200100040

3、0200100B型电缆长度(m)120060020070表2不同传输速度时的电缆长度2、PROFIBUS插头当各站点通过插头连接以及网线连接到网络上时,根据RS485串口通讯的规范,每个物理网段支持32个物理设备,且在物理网段终端的站点应该设置终端电阻防止浪涌保证通讯质量。而每个PROFIBUS插头上,都内置了终端电阻,需要是可以接入(On)和切除(Off)。当终端电阻设置为“On”时,表示一个物理网段的终结,因此连接在出线端口“Out”后面的网段的信号也将被中断。因此,在每个物理网段两个终端站点上的插头,需要将网线连接在进线口“In”,同时将

4、终端电阻设置为“On”,而位于网段中间的站点,需要依次将网线连接在进线口“In”和出线口“Out”,同时将终端电阻设置为“Off”。(图1)图1PROFIBUS插头的连接和设置3、PROFIBUS网络安装规范3.1网络拓扑的规则:设计一条PROFIBUS网络,首先需要了解PROFIBUS网络的拓扑规则:①PROFIBUS网络是RS485串口通讯,半双工,支持光纤通讯;②每个网络理论上最多可连接127个物理站点,其中包括主站、从站以及中继设备;③网络的通讯波特率9.6kbps~12Mbps,通讯波特率与通讯的距离具有一定的对应关系(见表2);④每

5、个物理网段最多32个物理站点设备,物理网段两终端都需要设置终端电阻或使用有源终端电阻;⑤每个网段的通讯距离或者设备数如果超限,需要增加RS485中继器进行网络拓展,中继器最多可串联9个;⑥每个中继设备(RS485中继器、OLM)也做为网络中的一个物理站点,但没有站号;⑦网络支持多主站,但在同一网络中,不建议多于3个主站;⑧在Step7软件中进行PROFIBUS网络组态时,应当按照从小到大的顺序设置从站站号,且应该连续;⑨一般0是PG的地址,1~2为主站地址,126为某些从站默认的地址,127是广播地址,因而这些地址一般不再分配给从站,故DP从站

6、最多可连接124个,站号设置一般为3~125。⑩如果网络中涉及到分支电缆,则应注意分支电缆的长度应当严格遵守PROFIBUS的协议规定,比如:波特率1.5Mbps时,网段中分支电缆总长度6.6米(表3)。波特率[kbit/s]9.697.75187.55001500分支电缆长度(m)50010033206.6表3波特率与分支电缆的长度对应表用户如果使用了西门子的SIMOCODE3UF7等产品时,就会涉及到网络中存在分支电缆的问题。为了保证每个网段的分支电缆不超过规定长度,一般可以在每个抽屉柜内设计一个中继器,进行物理网段的分割,同时还可以起到隔

7、离干扰的作用。在进行PROFIBUS网络连接之前,首先应当考虑拓扑结构的设计是否有问题。如果拓扑结构有问题,将来网络通讯很可能出现问题。另外,从波特率与距离的对应关系中可以看到,波特率越高,则对应的通讯距离越近,因而如果现场遇到PROFIBUS的通讯有通讯不上或者通讯不稳定的情况,也可以考虑先将波特率降低,再进行观察处理。3.2PROFIBUS网络安装的规则:①选择标准PROFIBUS通讯电缆②屏蔽层多点接地③布线规则a.不同电压等级的电缆分线槽布线;b.通讯电缆单独在线槽外布线时,可根据情况采用穿金属管的方式;c.通讯电缆与动力电缆避免长距离

8、平行布线;d.尽量将电缆贴近大面积的金属板;e.通讯电缆过长时,不要形成环状;f.通讯线连接的设备应做等电势连接;g.通讯线在电柜内的布线要远离干扰源

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