Profibus_DP接頭電路原理

1、1、 電纜接法PROFIBUS電纜很簡單的，就只有兩根線在里面，一根紅的一根綠的，然后外面有屏蔽層。接線的時候，要把屏蔽層接好，不能和里面的電線接觸到。要分清楚進(jìn)去的和出去的線分別是哪個，假如是一串的，就是一根總線下去，中間不斷地接入分站，這個是很常用的方法。在總線的兩頭的兩個接頭，線都要接在進(jìn)去的那個孔里，不能是出的那個孔，然后這兩個兩頭的接頭，要把它們的開關(guān)置為ON狀態(tài)，這時候就只有進(jìn)去的那個接線是通的，而出去的那個接線是斷的。其余中間的接頭，都置為OFF，它們的進(jìn)出兩個接線都是通的（記憶方法：ON表示接入終端電阻，所以兩端的接頭撥至ON；OFF表示斷開終端電阻，所以中間的接頭要撥至OFF

2、）。2、電纜的測量接好了線以后呢，還要用萬用表量一量，看這個線是不是通的。假如你這根線上只有一個接頭，你量它的收發(fā)兩個針上面的電阻值，如果是220歐姆，那么就是對的，假如你這根線已經(jīng)做好了，連了一串的接口，你就要從一端開始逐個檢查了。第一個單獨(dú)接線的接口，是ON狀態(tài)，然后你把鄰近的第一個接口的開關(guān)也置為ON，那么這個接口以后的部分就斷了?，F(xiàn)在測最邊上，就是單線接的那個接口，之后的測量也一直都是測這個接口，測它的收發(fā)兩個針，和剛才一樣，假如電阻是110歐姆（被并聯(lián)了），那么這段線路就是通的，然后把中間剛才那個改動為ON的接口改回到OFF，然后是下一個接口改為ON.就這么測下去，如果哪個的電阻不是

3、110歐姆了，就是那一段的線路出問題了。3、前文我已經(jīng)發(fā)過帖子，不過光用語言說可能不太形象，為了便于理解，我繪制了DP接頭的電路原理圖。本論壇發(fā)圖太麻煩，不知道會不會成功，圖紙如下：唐濟(jì)揚(yáng)：PROFIBUS概貌 （1） PROFIBUS是一種國際化開放式不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動化流程工業(yè)自動化和樓宇交通電力等其他領(lǐng)域自動化。（2） PROFIBUS由三個兼容部分組成，即PROFIBUSDP（ Decentralized Periphery）PROFIBUSPA（Process Automation ）PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message S

4、pecification )。（3） PROFIBUS DP: 是一種高速低成本通信，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式IO的通信。使用PROFIBUSDP可取代辦24VDC或420mA信號傳輸。（4） PORFIBUSPA：專為過程自動化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。（5） PROFIBUSFMS：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個令牌結(jié)構(gòu)實(shí)時多主網(wǎng)絡(luò)。（6） PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。（7） 與

5、其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比，PROFIBUS的最大優(yōu)點(diǎn)在于具有穩(wěn)定的國際標(biāo)準(zhǔn)EN50170作保證，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證具有普遍性。目前已應(yīng)用的領(lǐng)域包括加工制造過程控制和自動化等。PROFIBUS開放性和不依賴于廠商的通信的設(shè)想，已在10多萬成功應(yīng)用中得以實(shí)現(xiàn)。市場調(diào)查確認(rèn)，在德國和歐洲市場中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的市場超過40。PROFIBUS有國際著名自動化技術(shù)裝備的生產(chǎn)廠商支持，它們都具有各自的技術(shù)優(yōu)勢并能提供廣泛的優(yōu)質(zhì)新產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。PROFIBUS 協(xié)議結(jié)構(gòu)PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498國際標(biāo)準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System Interconne

6、ction-SIO）作為參考模型的。該模型共有七層。（1）PROFIBUSDP：定義了第一二層和用戶接口。第三到七層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能，并詳細(xì)說明了各種不同PROFIBUSDP設(shè)備的設(shè)備行為。（2）PROFIBUSFMS：定義了第一二七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低層接口(Lower Layer Interface LL)。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。LL協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第二層訪問接口。（3）PROFIBUSPA：P

7、A的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUSDP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC11582標(biāo)準(zhǔn)，PA的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。注：第一層為物理層，第二層為數(shù)據(jù)鏈路層，第三六層末使用，第七層為應(yīng)用層。PROFIBUS傳輸技術(shù)PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：（1）用于DP和FMS的RS485傳輸。（2）用于PA的IEC11582傳輸。（3）光纖1 用于DPFMS的RS485傳輸技術(shù)由于DP與FMS系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和統(tǒng)一的總線訪問協(xié)議，因而，這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時操作。RS-485傳輸是P

8、ROFIBUS最常用的的一種傳輸技術(shù)。這種技術(shù)通常稱之為H2。采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。RS-485傳輸技術(shù)基本特征：（1） 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻。（2） 傳輸速率：9.6K bit /s12M bit/ s（3） 介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）。（4） 站點(diǎn)數(shù)：每分段32個站（不帶中繼），可多到127個站（帶中繼）。（5） 插頭連接：最好使用9針D型插頭。2 RS485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)（1） 全部設(shè)備均與決線連接。（2） 每個分段上最多可接32個站（主站或站）。（3） 每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操作運(yùn)行不發(fā)生誤差。兩個總線終端電

9、阻必須永遠(yuǎn)有電源。（4） 當(dāng)分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段。串聯(lián)的中繼器一般不超過3個。（注：中繼器沒有站地址，但被計(jì)算機(jī)在每段的最多站數(shù)中）（5） 電纜最大長度取決于傳輸速率。如使用A型電纜，則傳輸速率與長度如下：波特率：（K bit/s）9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 1200 距離段（M） 1200 1200 1200 1000 400 200 100（6） A型電纜參數(shù)： 阻抗：135165 電容：30 pf / m 回路電阻：110線規(guī)：0.64mm 導(dǎo)線面積：0.34mm（7） RS485的傳輸技術(shù)的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)最好使用9針D

10、型插頭。（8） 當(dāng)連接各站時，應(yīng)確保數(shù)據(jù)線不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境（如汽車制造業(yè)）下運(yùn)行應(yīng)使用帶屏蔽的電纜,屏蔽可提高電磁兼容性（EMC）。（9） 如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應(yīng)在兩端與保護(hù)接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復(fù)蓋，以保持良好的傳導(dǎo)性。另外建議數(shù)據(jù)線必須與高壓線隔離。（10） 超過500K bit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率時應(yīng)避免使用短截線段，應(yīng)使用市場上現(xiàn)有的插頭可使數(shù)據(jù)輸入和輸出電纜直接與插頭連接，而且總線插頭連接可在任何時候接通或斷開而并不中斷其它站的數(shù)據(jù)通信。3用于PA的IEC11582傳輸技術(shù)（1） 數(shù)據(jù)IEC11582的傳輸技術(shù)用于PROFIBUSPA，能滿足化工和石

11、油化工業(yè)的要求。它可保持其本征安全性，并通過總線對現(xiàn)場設(shè)備供電。（2） IEC11582是一種位同步協(xié)議，可進(jìn)行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。（3） IEC11582技術(shù)用于PROFIBUSPA，其傳輸以下列原理為依據(jù)： 每段只有一個電源作為供電裝置。 當(dāng)站收發(fā)信息時，不向總線供電。 每站現(xiàn)場設(shè)備所消耗的為常量穩(wěn)態(tài)基本電流。 現(xiàn)場設(shè)備其作用如同無源的電流吸收裝置。 主總線兩端起無源終端線作用。 允許使用線性樹型和星型網(wǎng)絡(luò)。 為提高可靠性，設(shè)計(jì)時可采用冗余的總線段。 為了調(diào)制的目的，假設(shè)每個部線站至少需用10mA基本電流才能使設(shè)備啟動。通信信號的發(fā)生是通過發(fā)送設(shè)備的調(diào)制，從±9mA到

12、基本電流之間。（4） IEC11582傳輸技術(shù)特性： 數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)字式位同步曼徹斯特編碼。 傳輸速率：31.25K bit /s，電壓式。 數(shù)據(jù)可靠性：前同步信號,采用起始和終止限定符避免誤差。 電纜：雙絞線，屏蔽式或非屏蔽式。 遠(yuǎn)程電源供電：可選附件，通過數(shù)據(jù)線。 防爆型：能進(jìn)行本征及非本征安全操作。 拓?fù)洌壕€型或樹型，或兩者相結(jié)合。 站數(shù)：每段最多32個，總數(shù)最多為126個。 中繼器：最多可擴(kuò)展至4臺。4IEC1158傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)（1）分段藕合器將IEC11582傳輸技術(shù)總線段與RS485傳輸技術(shù)總線段連接。藕合器使RS485信號與IEC11582信號相適配。它們?yōu)楝F(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程電源供

13、電，供電裝置可限制IEC11582總線的電流和電壓。（2）PROFIBUSPA的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆袠湫秃途€型結(jié)構(gòu)，或是兩種拓?fù)涞幕旌?。?）現(xiàn)場配電箱仍繼續(xù)用來連接現(xiàn)場設(shè)備并放置總線終端電阻器。采用樹型結(jié)構(gòu)時連在現(xiàn)場線分段的全部現(xiàn)場設(shè)備都并聯(lián)地接在現(xiàn)場配電箱上。 (4)建議使用下列參考電纜，也可使用更粗截面導(dǎo)體的其它電纜。 電纜設(shè)計(jì)：雙絞線屏蔽電纜 導(dǎo)線面積（額定值）：0.8mm2(AWG18) 回路電阻（直流）：44Km 阻抗（31.25千赫時）：100±20 39千赫時衰減：3dB/Km 電容不平衡度：2nF/Km（5）主總線電纜的兩端各有一個無源終端器，內(nèi)有串聯(lián)的RC元件，R100，C

14、1F。當(dāng)總線站極性反向連接時，它對總線的功能不會有任何影響。（6） 連接到一個段上的站數(shù)目最多是32個。如果使用本征安全型及總線供電，站的數(shù)量將進(jìn)一步受到限制。即使不需要本征安全性，遠(yuǎn)程供電裝置電源也要受到限制。（7） 線路最長長度的確定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先計(jì)算一下電流的需要，根據(jù)以下參數(shù)（22）選用一種供電電源單元，再根據(jù)以下參數(shù)中（23）線的長度確定選用哪種電纜。（22）：標(biāo)準(zhǔn)供電裝置（操作值）型號 應(yīng)用領(lǐng)域 供電電壓 供電最大電流 最大功率 典型站數(shù) EEx ia/ibC 13.5V 110mA 1.8W 8 EEx ia/IbC 13.5V 110mA 1.8W 8 EEx ia/IbB 13

15、.5V 250mA 4.2W 22 不具有本征安全 24V 500mA 12W 32（備注：假設(shè)每個設(shè)備耗電10mA。）（）：IEC1158-2傳輸設(shè)備的線路長度供電裝置型 型 型 型 型 型供電電壓（） 13.5 13.5 13.5 所需電流（mA） 110 110 250 110 250 5000.8mm2的導(dǎo)線長度（m） 900 900 400 1900 1300 6501.5mm2的導(dǎo)線長度（m） 1000 1500 500 1900 1900 1900(8)外接電源：如果外接電源設(shè)備，根據(jù)EN500200標(biāo)準(zhǔn)帶有適當(dāng)?shù)母綦x裝置，將總線供電設(shè)備與外接電源設(shè)備連在本征安全總線上是允許的。

16、5.光纖傳輸技術(shù)（）PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應(yīng)用時，可使用光纖導(dǎo)體,以增加高速傳輸?shù)木嚯x。（）可使用兩種光纖導(dǎo)體，一是價格低廉的塑料纖維導(dǎo)體，供距離小于50米情況下使用，另一種是玻璃纖維導(dǎo)體，供距離小于1公里米情況下使用。（）許多廠商提供專用總線插頭可將RS485信號轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體信號或?qū)⒐饫w導(dǎo)體信號轉(zhuǎn)成RS-485信號。PROFIBUS總線存取協(xié)議（） 三種PROFIBUS(DPFMSPA)均使用一致的總線存取協(xié)議。該協(xié)議是通過OSI參考模型第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實(shí)現(xiàn)的。它包括了保證數(shù)據(jù)可靠性技術(shù)及傳輸協(xié)議和報(bào)文處理。（） 在PROFIBUS中，第二層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（

17、Fieldbus Data Link - FDL）。介質(zhì)存取控制（Medium Access Control - MAC）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。（） PROFIBUS協(xié)議的設(shè)計(jì)要滿足介質(zhì)控制的兩個基本要求： 在復(fù)雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通信，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點(diǎn)要有足夠的時間來完成通信任務(wù)。 在復(fù)雜的程序控制器和簡單的I/O設(shè)備（從站）間通信，應(yīng)盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸。因此，PROFIBUS總線存取協(xié)議，主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。（） 令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)得到總線存取權(quán)（令牌）。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進(jìn)行。（） 主站得到總線存取令牌時可與從站通信。每個主站均可向從站發(fā)送或讀取信息。因此，可能有以下三種系統(tǒng)配置： 純主從系統(tǒng) 純主主系統(tǒng) 混合系統(tǒng)（） 以一個由個主站個從站構(gòu)成的PROFIBUS系統(tǒng)為例。個主站之間構(gòu)成令牌邏