SIEMENS授权哈尔滨市一级代理商

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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*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市场上的。
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――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。
1 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）。
DP设备行规
PA设备行规
基本功能
扩展功能
FMS设备行规
基本功能
扩展功能
第7层
（应用层）
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）
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第2层（数据链路层）
数据链路层 现场总线数据链路（FDL）
数据链路层 现场总线数据链路（FDL）
IEC接口
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行规目前已经不再使用，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zui基本的网络硬件着手，介绍PROFIBUS的网络连接方式。
2 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
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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模型中已经规定：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≤93.75 kbits/s时，zui大电缆长度为1.2km 。对1500 kbits/s的速度，zui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（导体间）应该＜60pF/m，导线截面积应≥0.22mm2（24 AWG）。电缆选择标准参见美国标准EIA RS-485的附录。