PROFIBUS-DP-RS-485用戶安裝指南

1、PROFIBUSDPRS-485用戶安裝指南1引言本指南適用于PROFIBUSDP（和以前的PROFIBUS-FMS）系統(tǒng)。它描述安裝PROFIBUSDP系統(tǒng)時應(yīng)遵循的、已經(jīng)在實踐中得到證明是有效的公用規(guī)程。然而，還必需遵循現(xiàn)場總線設(shè)備供應(yīng)商規(guī)定的安裝指示以及符合相關(guān)安全規(guī)則。本指南不適用于PROFIBUS-PA。PROFIBUS-PA是本質(zhì)安全系統(tǒng)，其安裝指南適用于有爆炸危險區(qū)域的安裝。為了橋接較長距離和在大范圍內(nèi)應(yīng)用（電隔離，雷擊），建議使用光纖光導(dǎo)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以下的安裝指南僅適用于使用銅質(zhì)電纜（RS485）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外，鄭重建議PROFIBUS設(shè)備操作人員最好使用已通過PRO

2、FIBUS用戶組織認(rèn)證的現(xiàn)場總線設(shè)備及元件。已經(jīng)認(rèn)證的產(chǎn)品通過了專家們執(zhí)行的廣泛測試，證明了在與其它制造商的PROFIBUS設(shè)備聯(lián)合工作時，它們與PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)（IEC61158-類型3）的符合性。PROFIBUSDP的數(shù)據(jù)傳輸是基于RS485標(biāo)準(zhǔn)的。PROFIBUS-DP使用的相關(guān)特性在PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)部分中進(jìn)行了描述，并在以后的實際例子中表現(xiàn)出來。為了完整性的緣故，還簡要描述了使用光纖光導(dǎo)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（其細(xì)節(jié)見有關(guān)章節(jié)）。（注：EIARS485=電子技術(shù)聯(lián)合會，多點接口）2 規(guī)劃設(shè)計PROFIBUS安裝在規(guī)劃設(shè)計安裝時，除了主要由每臺機器和現(xiàn)場總線設(shè)備的位置所決定的安裝

3、和構(gòu)造因素外，還必須遵循PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)所描述的PROFIBUS設(shè)備的物理規(guī)則。2.1 通用信息表2-1中，列出了有關(guān)PROFIBUSDP安裝的設(shè)備布置尺寸的通用信息，包括裝備設(shè)計者所用的重要參數(shù)。正如PROFIBUSRS485規(guī)范所描述的那樣，每一個總線網(wǎng)段最多可連接32臺有源設(shè)備。為了能夠連接更大量的PROFIBUSDP站，則必需將總線分成若干個網(wǎng)段。然后，每個網(wǎng)段可以使用具有放大和刷新數(shù)據(jù)信號能力的中繼器來相互連接。中繼器也可用作總線網(wǎng)段或總線部分（section）的電隔離。每一個中繼器允許附加一個具有最大可允許電纜長度及最大現(xiàn)場總線設(shè)備數(shù)量（如表2-1）的總線網(wǎng)段來擴展PROFIB

4、USDP系統(tǒng)。中繼器增加了信號傳播次數(shù)，在設(shè)計階段，應(yīng)考慮這一點表2-1規(guī)劃設(shè)計PROFIBUSDP安裝的通用信息參與用戶數(shù)據(jù)交換的站的最大數(shù)量DP:126（地址從0.125）每個網(wǎng)段站的最大數(shù)量，包括中繼器32可用的數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：kbit/秒9.6,19.2,45.45,93.75,187.5,500,1500,3000,6000,12000串接的最大網(wǎng)段個數(shù)根據(jù)PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)，任意兩個站之間允許最多連接4個中繼器。在一些實例中，依照中繼器類型及制造商，允許連接多于4臺中繼器。查閱有關(guān)制造商的詳細(xì)技術(shù)規(guī)范。圖例:無總線終端電阻的從站S帶總線終端電阻的從站苴 帶總線終端電阻的中繼器

5、無總線終端電阻的中繼器圖2-1PROFIBUS安裝的分段93.75 kbit/s,并且若所鏈接的部分構(gòu)成一圖2-1闡述了一個使用中繼器的PROFIBUS安裝實例的布局及分段。可使用帶有電隔離的中繼器。采用中繼器可增加電纜長度和所連的站數(shù)。如果數(shù)據(jù)速率個鏈，并假定導(dǎo)線的橫截面積為0.22mm2,則最大可允許的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:用2個中繼器的線性型總線拓?fù)洌鐖D 2-2所示:1個中繼器：2.4km62個站2個中繼器：3.6km92個站3個中繼器：4.8km122個站Rt網(wǎng)段1最多31站+1中繼器RtRt主站/從站 中繼器 總線端接器RtRtRt其中 M/S REP Rt圖2-2在線性型總線拓?fù)渲械闹欣^

6、器在樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中, 個中繼器和 127個站。 線橫截面積為 0.22mm例如圖2-3所示，可以用更多個中繼器，并可連接多于這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可覆蓋很大的一個區(qū)域，例如在數(shù)據(jù)率低于122個站，如 593.75 kbit/s ,導(dǎo)4.8 km 。R在樹型拓?fù)渲械闹欣^器圖2-3Rt2時，總線長度可達(dá)還包含?帶有非鹵素（halogen-free ）?帶有光電護套（PE sheath ）護套）?直接掩埋的（buried ）電纜，?下垂（Trailing ）電纜（這是2.2 PROFIBUS第1層（物理層）PROFIBUS第1層描述數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、總線連接器的針腳分配以及應(yīng)遵照的技術(shù)參數(shù)。PROFIBUS-DP

7、設(shè)備有關(guān)物理層的設(shè)計準(zhǔn)則。2.2.1 PROFIBUS數(shù)據(jù)傳輸電纜類型的選擇根據(jù)應(yīng)用，用戶可以在電數(shù)據(jù)傳輸電纜和光纖數(shù)據(jù)傳輸電纜之間進(jìn)行選擇?？墒褂靡韵聰?shù)據(jù)電纜類型:?標(biāo)準(zhǔn)總線電纜外殼（類型FRNC）的標(biāo)準(zhǔn)總線電纜的電纜，用于食品及醫(yī)藥制造業(yè)（它完全不同于標(biāo)準(zhǔn)總線電纜的電纜帶有額外保護護套，用于鋪設(shè)在地下種特殊的電纜類型，用于機械偶然或間斷移動的部分）?絲網(wǎng)（Festooned）電纜。與下垂電纜相比，絲網(wǎng)電纜擁有額外的張力減輕元素。在PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定總線電纜為“電纜類型A”，并且應(yīng)遵守下表中的參數(shù)。在PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)中所描述的電纜類型B,現(xiàn)已過時，不再使用。表2-2示出了標(biāo)準(zhǔn)類

8、型A總線電纜的參數(shù)。表2-2總線電纜參數(shù)參數(shù)電纜類型A特征阻抗（）135.165,在頻率為(3.20MHz)時工作容量（pF/米）<30回路電阻（/km）<=110芯線直徑（mm）>0.64*)芯線橫截回積（mm2）>0.34*)*）所使用的電纜橫截面積應(yīng)當(dāng)符合總線接口連接器的機械規(guī)格。表2-3示出了標(biāo)準(zhǔn)類型A總線電纜所規(guī)定的電纜參數(shù)，它指出了在各別數(shù)據(jù)速率下每個總線網(wǎng)段的最大長度。表2-3每個網(wǎng)段的最大電纜長度數(shù)據(jù)傳輸速率（kbit/s）9.619.245.4593.75187.550015003000600012000最大網(wǎng)段長度（m）120012001200120

9、01000400200100100100重點：在PROFIBUS-DP安裝中，必須選擇一個與該總線連接的所有設(shè)備都支持的數(shù)據(jù)傳輸速率。所選擇的數(shù)據(jù)傳輸速率決定了如上所述的最大網(wǎng)段的長度。在每一個PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)中，兩個總線站之間的最大許可的距離可計算如下：（NO_REP+1）網(wǎng)段長度NO_REP=串聯(lián)連接的中繼器的最大數(shù)量（依照中繼器的類型）。例子：中繼器制造商的規(guī)定允許串聯(lián)9個中繼器。那么在1500kbit/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率下，兩總線站之間的最大距離如下：（9+1）200m=2000m2.2.2 總線短截線應(yīng)避免使用無源總線短截線（stub）。與總線連接的編程和診斷設(shè)備，如在調(diào)試階段

10、，通常使用它們自身的電纜（起總線抽頭（tap-of）電纜作用）來連接。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使用有源總線抽頭設(shè)備（如總線終端器，中繼器，有源電纜等）。診斷設(shè)備仲總線終端器圖2-4使用有源總線終端/中繼器將診斷設(shè)備連接到總線2.2.3 總線終端器為了最小化電纜反射并確保在數(shù)據(jù)線上所定義的噪聲等級，在數(shù)據(jù)傳輸電纜的兩端，必須使用如下連接的終端電阻器來終止:VP （針腳6）B-線（針腳3）A-線（針腳8）DGND （針腳 5）390 Ohm220 Ohm390 Ohm圖2-5PROFIBUS電纜的電纜終端器（9針D型連接器的針腳號）2.2.4 總線連接器及PROFIBUSDP接口總線連接器用于總線電纜與

11、PROFIUBS設(shè)備的連接?？偩€連接器可使用各種保護等級以及機械設(shè)計。主要依據(jù)PROFIBUS設(shè)備（如PC接口，PLC或特殊的現(xiàn)場總線設(shè)備）附近可使用的空間來決定連接器的選擇。PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)建議使用9針D型連接器。依照所需的保護等級及現(xiàn)場總現(xiàn)設(shè)備的應(yīng)用，也允許其他的連接器設(shè)計。表2-4示出了9針D型連接器的針腳分配：表2-4用于現(xiàn)場總線設(shè)備的9針D型連接器的針腳分配針腳編號信號含義1屏蔽屏蔽/功能地2M24+24V輸出電壓的地3RxD/TxD-P*)接收/發(fā)送數(shù)據(jù)-正（B線）4CNTR-P中繼器控制信號（方向控制），RTS信號5DGND*)數(shù)據(jù)地（VP的參考電位）6VP*)供電電壓-正（

12、P5V）7P24+24V輸出電壓8RxD/TxD-N*)接收/發(fā)送數(shù)據(jù)-負(fù)（A線）9CNTR-N中繼器控制信號（方向控制）*）以粗體并標(biāo)有星號的信號是必備的和必須提供的。其他信號為任選的所有使用標(biāo)準(zhǔn)9針D型連接器的現(xiàn)場總線設(shè)備，除了向總線連接器提供接收和發(fā)送信號外，還應(yīng)提供VP及DGND信號。使用所有其他連接器類型，僅需要連接接收和發(fā)送信號。要確保所使用的連接器類型與所選擇的波特率是相匹配的。如果提供可選的信號，則它們也必須符合相關(guān)的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)，并必須使用相應(yīng)的GSD文件正確地描述。為避免EMC干擾進(jìn)入設(shè)備，電纜屏蔽應(yīng)與設(shè)備的功能地（通常的導(dǎo)電外殼）相連接。通過將電纜屏蔽連接到D型連

13、接器的金屬外殼以及覆蓋大范圍的功能地來實現(xiàn)這一要求?？偩€連接器與電纜屏蔽必須具有一個低阻抗的連接。在抗干擾（inteference-immune）的RS485接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，描述了使用屏蔽雙絞線數(shù)據(jù)電纜的串行總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。為了允許正確的總線終止，每個站點必須將信號DGND和VP（5V）分別連接到連接器的針腳5和針腳6。為終端電阻器（VP）提供的5V電源，應(yīng)當(dāng)有10mA的最小額定電流（如果通過總線發(fā)送了一個空（NULL）信號，則電流負(fù)載要增加到12mA）。如果需要能夠向總線上的其他類型的設(shè)備（如總線終端和光纖電纜驅(qū)動器）供電，則額定電流應(yīng)當(dāng)增加到大約90mA。在一個裝備中的電氣設(shè)備通常

14、是與功能地連接的。它常常導(dǎo)致電位同等，帶走干擾電流，并確保符合EMC規(guī)則，因此應(yīng)按照高頻電流的要求來安裝。由于站點的電容性負(fù)載及產(chǎn)生的電纜反射，總線連接器應(yīng)提供有如圖2-6所示的內(nèi)置串聯(lián)電感器。390歐姆220歐姆390歐姆9針D型插座連接器6圖2-6具有內(nèi)置終端電阻器及串聯(lián)電感器的總線連接器由于在總線連接器中內(nèi)置串聯(lián)電感器，因此網(wǎng)絡(luò)中的所有總線連接器都應(yīng)連接到現(xiàn)場總線設(shè)備，以確保由設(shè)備輸入電容提供必需的電容性負(fù)載。2.2.5 終端電阻器的電源使用電阻器組合的有源總線終端器避免了在數(shù)據(jù)傳送期間的信號反射，并確保當(dāng)總線上無站點活動時，在數(shù)據(jù)線上是規(guī)定的零信號電壓。在每一個RS285總線網(wǎng)段的開始

15、和結(jié)束處，必須提供有源終端器。如果缺少了總線終端器，就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中的出錯。由于每個總線終端器也表現(xiàn)為一個電負(fù)載，并降低了信號電平從而降低了信噪比(signal-to-noise)。如果安裝了過多的總線終端，則也會產(chǎn)生問題?？偩€終端的過多或過少還可能導(dǎo)致間斷的數(shù)據(jù)傳輸錯誤，特別是在所運行的總線網(wǎng)段接近于最大站點數(shù)、最大總線網(wǎng)段長度及最大數(shù)據(jù)傳輸速率的規(guī)定限值時。有源總線終端器所需的功率，通常通過總線連接器從與總線連接的站點獲得。如果在總線運行期間，不能保證持久地供給總線終端器所需的功率，那么必須采取其他可供選擇的措施。例如，在一個特殊的安裝中，向總線終端器提供功率的站點，由于操作原因，可能

16、需要重復(fù)切斷或從總線移出。在這種情況下，總線終端器應(yīng)當(dāng)使用外部電源或用于中繼器來代替總線終端器。3 PROFIBUS(DP)電纜鋪設(shè)規(guī)則本指南的目的是增加對滿足PROFIBUSDP安裝要求的一般理解，從而確保符合EMC。另外，用戶仍然要負(fù)責(zé)遵循有效安全性及事故預(yù)防規(guī)章。此外，以下的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與制造商專用指南共同閱讀。3.1 銅質(zhì)電纜鋪設(shè)在PROFIBUSDP系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸，是以抗干擾對稱總線系統(tǒng)(使用屏蔽雙絞線電纜的RS485規(guī)范)為基礎(chǔ)的。由于正確的系統(tǒng)安裝，一些小的外部干擾源通過電纜屏蔽通向大地，而不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)線上的干擾。使用適當(dāng)?shù)腅MC措施，例如符合EMC的系統(tǒng)安裝、符合EMC的電纜鋪設(shè)

17、以及避免大接地電位差的措施，能夠在很大程度上避免這種類型的干擾。來源于開關(guān)過程、整流器以及電路斷路器的電磁干擾，可能導(dǎo)致設(shè)備故障的發(fā)生。另外，超電壓、雷擊可能毀壞現(xiàn)場總線設(shè)備中的電子元件。因此，不能再保證裝備的正常運行了。特別地，對于包含頻率變換器(變速驅(qū)動器)的設(shè)備而言，對于以下部件必須遵循符合EMC的制造商規(guī)則：?濾波器(Filters)?扼流圈(Chokes)?屏蔽(Shielding)另外，如果在控制箱內(nèi)安裝了熒光燈，則應(yīng)使用電子啟動器(starters)。以下的電纜鋪設(shè)規(guī)程適用于屏蔽雙絞線電纜。使用電纜屏蔽改善了對電磁干擾的防御性。應(yīng)使用傳導(dǎo)編織物(conductivebraid)與

18、傳導(dǎo)箔(conductivefoil)二者的結(jié)合物來屏蔽PROFIBUS電纜。如下所示，“屏蔽”涉及到兩種類型的屏蔽物(編織物和箔)。箔屏蔽不應(yīng)被單獨使用，因為它非常薄，且很容易被損壞。在電纜的兩端，電纜屏蔽必須通過與地導(dǎo)表面大面積連接的功能性地(functionalground)相連接。當(dāng)鋪設(shè)總線電纜時，特別要注意保證電纜屏蔽(編織物屏蔽和箔屏蔽，如果使用的話)與大面積的屏蔽接地夾(shieldgroundingclamp)相連接。兩根PROFIBUS數(shù)據(jù)線被指定為A和B。對于哪種電纜芯線顏色應(yīng)該與每個現(xiàn)場總線設(shè)備上的哪個數(shù)據(jù)終端相連接，并沒有規(guī)定；對于整個系統(tǒng)(跨接所有站點和總線網(wǎng)段)中的

19、所有站點，只需要確保同樣的電纜芯線顏色與同樣的數(shù)據(jù)終端(A或B)相連接即可。如果數(shù)據(jù)傳輸電纜有帶紅色和綠色絕緣(insulation)的數(shù)據(jù)線，那么應(yīng)使用以下分配：數(shù)據(jù)電纜線A-綠色數(shù)據(jù)電纜線B-紅色這種規(guī)則適用于輸入、輸出數(shù)據(jù)線。3.1.1 在控制柜內(nèi)的電纜鋪設(shè)如果在控制柜（cabinet）內(nèi)安裝中繼器或現(xiàn)場總線設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)通過使用屏蔽接地夾或類似物（如圖2-7所示），將進(jìn)入的總線電纜的電纜屏蔽與盡可能靠近電纜導(dǎo)通（cablelead-through）的接地軌道（groundingrail）相連接。在柜內(nèi)的電纜屏蔽應(yīng)當(dāng)延伸到現(xiàn)場總線設(shè)備，并且遵照制造商的說明書來連接。應(yīng)遵守以下的安裝指南。通

20、過提供大面積的金屬接點（例如，使用電鍍鋼材以保證良好的連接）確保設(shè)備箱殼以及安裝了現(xiàn)場總線設(shè)備的控制柜與大地具有同樣的地電位。接地軌道不應(yīng)有噴漆表面。如果按照上面的措施，則電磁干擾就通過電纜屏蔽轉(zhuǎn)移了。功能性地圖2-7PROFIBUS電纜的屏蔽與傳導(dǎo)表面連接當(dāng)在控制柜內(nèi)鋪設(shè)PROFIBUS電纜時，應(yīng)遵循以下規(guī)則。PROFIBUS電纜表2-5在控制柜內(nèi)鋪設(shè)電纜電纜必須鋪設(shè)在?總線信號，如PROFIBUS?用于計算機、編程設(shè)備、打印機等的數(shù)據(jù)信號?屏蔽的（Screened）模擬輸入?無屏蔽的DC電壓（=60V）?屏蔽的過程信號（=25V）?無屏蔽的AC電壓（=25V）?監(jiān)控器同軸電纜在同一電纜輸送

21、管（duct）中?60V400V的DC電壓（無屏蔽）?25V400V的AC電壓（無屏蔽）在分開的電纜輸送管中，無最小的間隔要求?DC和AC電壓400V（無屏蔽）?電話電纜在分開的電纜輸送管中，無最小的間隔要求?用于危險區(qū)域3.1.2 在控制柜外的電纜鋪設(shè)當(dāng)在控制柜外鋪設(shè)電纜時，應(yīng)當(dāng)遵循以下規(guī)則。PROFIBUS電纜表2-6在控制箱外鋪設(shè)電纜電纜必須鋪設(shè)在?DC和AC電壓400V(無屏蔽)在分開的電纜中，運行間隔至少要分開10厘米?用于危險區(qū)域?電話電纜所有電纜輸送管應(yīng)由電導(dǎo)材料構(gòu)成并按常規(guī)間隔與功能性地相連接?？偩€電纜不應(yīng)承受超過制造商規(guī)定的機械負(fù)載。如果無法避免這一點，則應(yīng)采取另外的保護措施

22、，例如在鋼管或堅固的金屬管內(nèi)鋪設(shè)電纜。那么，這鋼管或堅固的金屬管應(yīng)按常規(guī)間隔接地并且防止被腐蝕。3.1.3 在樓宇外的電纜鋪設(shè)建議大家在樓宇外的電纜安裝使用光纖電纜。對于鋪設(shè)在地下的樓宇之間的總線電纜的情況，應(yīng)使用適合這種應(yīng)用的特殊的光纖電纜類型。如果不能使用光纖電纜，可使用合適的銅電纜類型。要遵守所用電纜類型可容許的最小和最大額定溫度。功能性施圖2-8在樓宇外的總線電纜鋪設(shè)原則上，同樣的規(guī)則適用于樓宇外和樓宇內(nèi)的電纜鋪設(shè)。然而，對于樓宇外的安裝來說，應(yīng)當(dāng)給電纜提供額外保護，即將其放置在合適的塑料管中。從外部電纜轉(zhuǎn)換到內(nèi)部電纜，總應(yīng)使用一個輔助終端塊(auxiliaryterminalbloc

23、k)。它將埋在地下的電纜與標(biāo)準(zhǔn)總線電纜相連接。閃電制動器(arrestor)應(yīng)直接安裝在電纜進(jìn)入樓宇處。另外，輔助終端塊包含適當(dāng)?shù)碾娐罚苑乐惯^電壓（閃電保護）。3.1.4 等電位及屏蔽在電纜的兩個末端，電纜屏蔽都應(yīng)與地相連接。如果有干擾問題的經(jīng)歷，則建議使用光纖電纜。如果不可能發(fā)生這種情況，則使用低阻抗等電位電纜。能夠引起干擾問題的情形包括：?遍及大面積的裝備?從不同的功率源向該裝備饋送功率?遍及若干樓宇的網(wǎng)絡(luò)如果適合這些情形中的任意一個，則安裝等電位系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下各項：?必須切斷干擾信號流通過的電路?裝備的每個部分必須在盡可能多的地方與等電位系統(tǒng)/功能性地進(jìn)行電連接。電導(dǎo)管、機械或支撐

24、結(jié)構(gòu)的部件應(yīng)集成在等電位系統(tǒng)中。為了確保長期的可靠性，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐垢g。?必須防止等電位電纜被腐蝕。?應(yīng)根據(jù)可能流過的最大等電位電流，來選擇等電位電纜的橫截面。在安裝等電位電纜時，應(yīng)特別考慮使數(shù)據(jù)電纜抗干擾度最大化。如果可能，等電位電纜應(yīng)與數(shù)據(jù)電纜平行鋪設(shè)并盡可能的靠近數(shù)據(jù)電纜（最好在同一塑料管中）。等電位電纜從不使用電纜屏蔽。為了確保等電位電纜在高頻率環(huán)境下也有效（如同大表面面積的效果），應(yīng)精細(xì)地絞合（strand）等電位電纜。圖2-9帶有接地基準(zhǔn)電壓的一個裝備的符合EMC安裝3.2 電纜及總線連接器的選擇依據(jù)應(yīng)用來選擇適當(dāng)?shù)碾娎|和連接器類型（材料，允許的溫度范圍，防護等級等）。P

25、ROFIBUS用戶組織提供定期更新的PROFIBUS產(chǎn)品目錄，包含已經(jīng)鑒定合格的電纜及連接器類型的詳細(xì)資料。為了在調(diào)試和診斷期間，通過總線（遠(yuǎn)程功能）可以與現(xiàn)場總線設(shè)備連接，建議每個總線網(wǎng)段至少提供一個具有用于編程設(shè)備接口的總線連接器。在將總線連接器連接到總線電纜之前，安裝人員應(yīng)當(dāng)獲得有關(guān)連接器的機械設(shè)計和功能方面的信息。一般來說，在連接器中的數(shù)據(jù)線被標(biāo)志為A和B。對于貫穿整個系統(tǒng)的所有站點以及進(jìn)線和出線，要確保相同顏色的電線與相同的終端（A或B）相連接（本指南3.1）。電纜屏蔽與大面積的屏蔽接地夾之間應(yīng)是電連接的。屏蔽接地夾與連接器外殼應(yīng)是電連接的。建議用歐姆表來檢查屏蔽接地夾與連接器外殼之

26、間的電阻。在每一個總線網(wǎng)段（僅僅是在這些位置上）的開始端及末端必須提供終端電阻器。要確保信號線不會接觸到編織的屏蔽。應(yīng)使用正確白方法剝?nèi)ROFIBUS電纜的絕緣層。要確保編織的電纜屏蔽能夠大面積接觸，并適當(dāng)?shù)臏p輕張力。請遵照制造商忠告。3.3 有接地基準(zhǔn)電壓的安裝設(shè)計設(shè)備通常被安排為一個接地系統(tǒng)，這是因為功率饋送的地是與覆蓋大面積的功能性地相連接的（圖2-10）。如圖2-9所示，在總線電纜進(jìn)入控制柜的地方，總線電纜的屏蔽與覆蓋大面積的等電位系統(tǒng)相連接。在每個控制柜內(nèi)，等電位軌道與地相連接，并連接到其他控制柜內(nèi)的等電位軌道。圖2-10 有接地基準(zhǔn)電壓的裝備的示意圖L1L2L3NPEM L+3.

27、4有非接地基準(zhǔn)電壓的安裝設(shè)計L1L2L3NPE在特殊環(huán)境中，設(shè)備可安排為一個非接地的系統(tǒng)。如果可能發(fā)生高短路電流（電感應(yīng)爐等）的話，這種系統(tǒng)可能的必需的。在非接地系統(tǒng)中，必須提供一個帶有電壓限制器的絕緣監(jiān)測設(shè)備（圖2-11）。如果在地與PE之間安裝了R/C電路，那么也使用“非接地”術(shù)語。當(dāng)選擇地泄漏監(jiān)控器時，就應(yīng)當(dāng)考慮這一點。另外,非接地安排確保了不受控制的相等電流不會損壞總線上的設(shè)備。必須遵守相關(guān)的安全規(guī)則。3.5 連接中繼器依據(jù)應(yīng)用來選擇據(jù)適當(dāng)?shù)闹欣^器類型。PROFIBUS用戶組織提供定期更新的PROFIBUS產(chǎn)品指南，包含可使用的中繼器類型的詳細(xì)資料。中繼器通常是由外部電源供給功率的。中

28、繼器應(yīng)優(yōu)先地作為一個非接地系統(tǒng)來連接，以使兩個總線網(wǎng)段之間是電流隔離的。在安裝中繼器時，應(yīng)遵守制造商的指南。中繼器更適合安裝在控制柜內(nèi)的頂環(huán)（tophat）軌道上。當(dāng)安裝在頂環(huán)軌道上時，如果中繼器在背面擁有一個連接彈簧，以確保與頂環(huán)軌道的電連接，則通常不需要額外的接地措施。如果這種安裝方法不可行，中繼器應(yīng)使用與設(shè)備的傳導(dǎo)部分大面積連接來接地。應(yīng)使用歐姆表來保證中繼器與功能性地有一個低阻抗連接。如果中繼器連接在網(wǎng)段的兩末端的其中一端，則必須安裝終端電阻器，以避免電纜反射。4 PROFIBUS（DP）設(shè)備的投運下面所描述的測量，允許測試已經(jīng)安裝了的網(wǎng)絡(luò)，并排除大部分共同性錯誤，如電纜極性的顛倒、短

29、路和連接不正確的終端電阻器。在安裝了PROFIBUS電纜并連接了總線連接器后，應(yīng)對每個總線網(wǎng)段執(zhí)行這些測量。在鋪設(shè)電纜時，由于結(jié)構(gòu)的原因，經(jīng)常要對最初設(shè)計的電纜路程進(jìn)行修改。以下測量的目的是將電纜的實際物理線路以及每部分的長度和總線總長度文檔化。當(dāng)總線在運行時，在總線網(wǎng)段的每個末端僅應(yīng)安裝終端電阻器。當(dāng)安裝總線連接器時，有時會忘記在網(wǎng)段末端的總線終端電阻器，和/或在該網(wǎng)段內(nèi)插入額外的終端電阻器。在運行期間，由于在無端接的電纜末端的反射和/或由額外的電阻器所引起的信號衰減，都能夠造成數(shù)據(jù)錯誤。依照總線連接器的設(shè)計，終端電阻器可能被永久地安裝或可開關(guān)的（switchable）或能使用跳線（jump

30、ers）來停用/啟用。此外，連接器既可使用串聯(lián)感應(yīng)器，也可不使用。當(dāng)插入終端電阻器時，一些連接器類型將進(jìn)入電纜與外出電纜分離。請注意：下列測量不期望測定電纜長度的精確度達(dá)到100%而惟一目的是借助簡單測試設(shè)備（普通用途的AVO表）的幫助來對總線網(wǎng)段的正確安裝進(jìn)行測試。這些測量假定在每個網(wǎng)段內(nèi)使用相同的電纜及連接器類型。建議將這些測量文檔化并把它們歸檔，用于以后參考，例如，把使用本指南4.4中的方法測定的電阻值登入本指南5中所描述的設(shè)備報告中。4.1 測試PROFIBUS總線電纜及總線連接器如果PROFIBUS電纜不能夠正確地與總線連接器相連接，則會發(fā)生數(shù)據(jù)誤差。使用下面描述的簡單測試方法，能夠

31、檢測并糾正這種基本的錯誤。如圖2-12所示的測試方法，能夠檢測出在總線連接器中被調(diào)換（s）了的數(shù)據(jù)線。在測試期間，總線連接器必須不與任何PROFIBUS設(shè)備相連接。另外，應(yīng)移去或停用所有總線終端電阻器。該測試需要兩個9針D插座型測試連接器。測試連接器1擁有一個有活動觸點的單桿（pole）轉(zhuǎn)換開關(guān)，它與測試連接器的屏蔽（外殼）相連接。兩個固定觸點分別連接針腳3（數(shù)據(jù)線B）和針腳8（數(shù)據(jù)線A）。測試連接器2用于歐姆表與總線之間的相連。在電纜測試期間，最初將兩個測試連接器1和2插入在總線網(wǎng)段每個末端的兩個總線連接器內(nèi)。通過在操作測試連接器1上的轉(zhuǎn)換開關(guān)的同時，在觸點3和8與測試連接器2的屏蔽之間進(jìn)行

32、的測量，可以完成以下的測試：?數(shù)據(jù)電纜被調(diào)換?數(shù)據(jù)電纜之一的斷路?電纜屏蔽斷路?數(shù)據(jù)電纜間的短路?數(shù)據(jù)電纜與電纜屏蔽之間短路?意外地插入了額外的總線終端電阻器3測試連接器1總線連接器屏蔽總線連接器其他站點的總線連接器屏蔽測試連接器2圖2-12 測tPROFIBUS電纜的原理圖歐姆計執(zhí)行測試配置A:設(shè)置測試連接器1的開關(guān)到位置3（將針腳3與屏蔽連接）。將歐姆表與在針腳3和屏蔽之間的測試連接器2相連。配置B:設(shè)置測試連接器1的開關(guān)到位置8（將針腳8與屏蔽連接）。將歐姆表與在針腳8和屏蔽之間的測試連接器2相連。配置C:設(shè)置測試連接器1的開關(guān)到位置3（將針腳3與屏蔽連接）。將歐姆表與在針腳8和屏蔽之間

33、的測試連接器2相連。配置D:測試連接器1的開關(guān)位置并不重要。將歐姆表與在針腳3和針腳8之間的測試連接器2相連。警告：如果歐姆表連接受到損傷，則測量的值可能是不真實的。測t式1蔽，斷路-數(shù)據(jù)電纜B,好可能短路-數(shù)據(jù)電纜A,斷路x） = 110 Ohm/km.SM2:除了將配置A和配置B交換外（例如，由配置B開始），其他與測試1相同。SM3:插入了太多的總線終端電阻器R = 110 Ohm + x OhmR < 110 Ohm + x Ohm一切都很好太多的終端器為了評估已完成的測量，還必需了解總線電纜網(wǎng)段的回路電阻。這取決于所使用的電纜類型以及已安裝的電纜長度。通過拔出測試連接器1并將其插

34、入靠近測試連接器2的另一個總線連接器，同時在測試連接器2處重復(fù)執(zhí)行歐姆表測量，則不需要斷開（openingup）總線連接器就能夠檢測出故障的位置。4.2 測定回路電阻A類PROFIBUS電纜具有一個特性回路電阻Rs<=110/km。該值不同于專用電纜，在此情況下，通過測量電纜的已知長度來測定回路電阻。通過在所提及電纜兩端的一端短路A線和B線并在該電纜的另一端測量這兩線之間的電阻來完成這一點?；芈纷杩梗≧s/km）=測量值（）*1000m/所提及電纜長度（m）短路這兩線H圖2-13測定回路阻抗4.3 測試總線終端的正確性應(yīng)從網(wǎng)段中的所有PROFIBUS設(shè)備拔出總線連接器。在特殊情況（例如總

35、線電纜固定地連接著中繼器）不可能實現(xiàn)這一點的地方，必須撤走該電纜并臨時連接在一起，從而保證輸入數(shù)據(jù)線、輸出數(shù)據(jù)線及屏蔽的連續(xù)。一般而言，盡管不需要斷開總線連接器就能完成這些測量（取決于總線連接器類型），但是，仍然可能需要在網(wǎng)段的兩端允許使用（accessto）終端電阻器。首先在該網(wǎng)段一端的A、B線之間進(jìn)行電壓測量，以保證不出現(xiàn)無電壓狀態(tài)。如果能夠檢測出電壓，則說明一個有源設(shè)備（例如中繼器或PROFIBUS設(shè)備）仍連接著該總線網(wǎng)段。在以下的電阻測定期間，必須要從該總線網(wǎng)段拔出所有有源設(shè)備！假如在總線上出現(xiàn)了無電壓情況，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行電阻測量，以檢查是否有另外的終端電阻器意外地連接到該網(wǎng)段在此次測試期間

36、，總線終端電阻器必須從網(wǎng)段的兩端移出。標(biāo)準(zhǔn)總線終端器在A、B線之間連接220歐的電阻器。如果測試測量在A、B線之間顯現(xiàn)出一個斷路，則正確地安裝了該電纜網(wǎng)段，否則有如下的其他可能性:測量值R<220:在該網(wǎng)段中插入了一個或多個額外的終端電阻器或在A、B線間存在短路。必須檢查所有連接器。測量值R>220到<330:如果該網(wǎng)段長度最大10000米，則就要在該網(wǎng)段中插入另一個220的終端電阻器。然后，使用公式X=1000*（R-220）/Rs就可以計算出該終端電阻器離測量點的近似距離。所有附加的終端電阻器都應(yīng)當(dāng)從該總線網(wǎng)段中移出。A、B線之間的斷路）。之后，在該總4.4 測定網(wǎng)段長度

37、和總線路程為了測定電纜長度，應(yīng)當(dāng)移出或停用總線終端電阻器（用于檢查線網(wǎng)段的一端短路，并在所有總線連接器和所有額外連接器的兩數(shù)據(jù)線之間測量電阻R。依據(jù)在該網(wǎng)段的那一端的電阻測量來計算整個總線長度。依據(jù)在一個特定連接器上的電阻測量就能夠計算出，在該網(wǎng)段內(nèi)的該連接器與該網(wǎng)段另一端的短路之間的距離以及該總線電纜的物理路程。如果總線連接器安裝了內(nèi)置串聯(lián)感應(yīng)器，則必須減去由此而產(chǎn)生的串聯(lián)電阻，該串聯(lián)電阻值是由制造商對測量點與短路之間的每個連接器所規(guī)定的。另外，對于測量點本身的連接器應(yīng)當(dāng)減去此值的一半。完成這些減法之后，電纜長度X可根據(jù)以下公式進(jìn)行計算：X=1000*R/Rs完成了這些測量之后，應(yīng)在該網(wǎng)段的兩端再次正確地插入終端電