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PROFIBUS 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（Decentralized Peripherals），F(xiàn)MS（Field Message Specification）和PA（Process Automation）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PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)的通訊速度較快，且報(bào)文簡單（表1）。

表1  三種PROFIBUS的通訊行規(guī)的OSI模型

隨著現(xiàn)場總線的應(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)目前已經(jīng)不再使用，而DP和PA的應(yīng)用會(huì)越來越多，另外類似Motion Control with PROFIBUS 和PROFIsafe 等新的行規(guī)也都會(huì)隨著應(yīng)用而逐漸普及。

但無論那種行規(guī)，涉及到的硬件和網(wǎng)絡(luò)形式基本都是*的（PA除外）。因此這里我們從zui基本的網(wǎng)絡(luò)硬件著手，介紹PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)連接方式。

2 PROFIBUS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。

2.1 PROFIBUS接口

PROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUB-D female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SUB-D接口的外部金屬部分也是接地的。

2.2 通訊介質(zhì)

關(guān)于通訊介質(zhì)，在表1的OSI模型中已經(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。

2.2.1 PROFIBUS 電纜

PROFIBUS（類型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。

類型1NRZ位編碼與EIA RS-485信號(hào)結(jié)合，目的是降低總線耦合器成本，耦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)輸速率（達(dá)到1500 k bits/s）時(shí)更需要。類型1規(guī)范描述平衡的總線輸，符合美國標(biāo)準(zhǔn)EIA RS-485(EIA 電氣工業(yè)協(xié)會(huì)；RS-485 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型1的物理層支持高速數(shù)據(jù)輸。輸速率≤93.75 kbits/s時(shí)，zui大電纜長度為1.2km 。對(duì)1500 kbits/s的速度，zui大長度減到70/200m(對(duì)B/A型電纜)。

PROFIBUS電纜的特性阻抗應(yīng)在100Ω到220Ω之間，電纜電容（導(dǎo)體間）應(yīng)該＜60pF/m，導(dǎo)線截面積應(yīng)≥0.22mm2(24 AWG)。電纜選擇標(biāo)準(zhǔn)參見美國標(biāo)準(zhǔn)EIA RS-485的附錄。

兩類電纜的特性

表2  電纜規(guī)格

下面的表指出兩類電纜（A和B）對(duì)不同輸速度時(shí)的zui大長度

表3  不同輸速度時(shí)的電纜長度

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)和鋁箔兩層屏蔽，zui外面是紫色的外皮（圖1）。

功能模板 
6ES7 350-1AH03-0AE0 FM350-1 計(jì)數(shù)器功能模塊
6ES7 350-2AH01-0AE0 FM350-2 計(jì)數(shù)器功能模塊
6ES7 351-1AH01-0AE0 FM351 定位功能模塊
6ES7 352-1AH02-0AE0 FM352 電子凸輪控制器+組態(tài)包光盤
6ES7 355-0VH10-0AE0 FM355C 閉環(huán)控制模塊
6ES7 355-1VH10-0AE0 FM355S 閉環(huán)控制系統(tǒng)
6ES7 355-2CH00-0AE0 FM355-2C 閉環(huán)控制模塊
6ES7 355-2SH00-0AE0 FM355-2S 閉環(huán)控制模塊
6ES7 338-4BC01-0AB0 SM338位置輸入模塊
6ES7 352-5AH00-0AE0 FM352-5高速布爾處理器