西門子PROFIBUS-DP屏蔽總線電纜

西門子PROFIBUS-DP屏蔽總線電纜

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SIEMENS可編程控制器

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DP是Decentralized Periphery（分布式外部設備）的縮寫。PROFIBUS-DP主要用于制造業自動化系統中單元級和現場級通信。特別適合PLC與現場級分布式I/O設備之間的快速循環效據交換。DP是PROFIBUS中應用廣的通信方式。PROFIBUS是目前國際上通用的現場總線標準之一，它以其獨特的技術特點，嚴格的認證規范、開放的標準、眾多廠商的支持，被納入現場總線的IEC 61158。

PROFIBUS-DP用于連接下列設備：PLC、PC和HMI設備、分布式現場設備。PROFIBUS-DP響應速度快蠻狠適合在制造業使用，PROFIBUS技術是唯一可以滿足兩類通信應用（制造業和過程工業應用）的現場總線

概述

  S7-1500自動化系統具有模塊化的結構，可包含多 32個模塊。 它擁有豐富的模塊，且這些模塊
均可以獨立地組合使用。S7-1500自動化系統支持單層配置，其中的所有模塊均安裝在一個安裝導
軌上（請參見手冊以了解前提條件）。一個系統包含下列組件：控制器：CPU 具有不同性能等級，
并具有集成 PROFINET 接口或 PROFINET和PROFIBUS 接口，用于連接分布式 I/O 或用于編程
設備、操作裝置、其它 SIMATIC 控制器或第三方設備間的通信。用于數字量和模擬量輸入/輸出的
信號模塊。工藝模塊用于高速計數、位置檢測或測量等功能。通信模塊和通信處理器可通過通信接
口將控制器進行擴展根據要求，也可使用下列模塊：在CPU 向背板總線的輸出對于所有連接的模塊
來說不夠充分的情況下，電源模塊 (PS) 通過背板總線為 S7-1500 模塊的內部電路供電。用于將 
SIMATICS7-1500連接到120/230VAC電源的負載電源模塊 (PM)。接口模塊用于連接基于S7-
1500 的分布式 I/O。簡單的設計使得 SIMATIC S7-1500 十分靈活，便于維護。集成背板總線集
成的背板總線；背板總線集成在模塊上。 模塊通過 U 形連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 
  可以節省安裝時間。 不久將會提供具有“無響應熱插拔"功能的有源背板。模塊組裝在S7-1500 安
裝導軌上：具有各種長度，包括切割至定長的型號。 由于具有集成式 DIN 導軌，可以卡裝廣泛的標
準部件，如附加端子、小型斷路器或小型繼電器。性能可靠，接線方便：I/O 信號是通過統一的40 
針前連接器來連接的。 信號模塊和前連接器之間具有機械編碼，可防止因意外的錯誤插入而對電路
造成破壞。為了對前連接器進行簡單接線，可將該連接器置于“預接線位置"。 在此位置上，插頭尚
未與模塊電路接觸。 此位置還可用于在運行過程中進行改動。 用戶可借助于前蓋內側的一個印制電
纜連接圖進行連接。前連接器作為帶螺釘型端子或推入式端子的型號提供。 兩個型號都可以連接線
芯截面積為 0.252~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的導線。另外，數字量信號模塊可通過 
TOP Connect 進行系統接線。 通過 TOP Connect，可以快速而清晰地連接到現場的傳感器和執
行器，并可在控制柜中進行簡便接線。對于模擬量模塊，可以直接在模塊上進行屏蔽；隨模塊提供
了一個屏蔽連接套件，無需工具即可進行安裝。針對 S7-1500 的信號模塊提供了標簽條?？墒褂?br/>一臺標準激光打印機來打印這些 DIN A4 標簽紙上的標簽。 可以從 TIA Portal 進行自動打印，而
無需重新輸入符號或地址。 

各種自動化系統的開放性

盡管面板可被統一地集成到 SIMATIC 系統中，但它們也可用于連接到眾多不同廠商的 PLC。標準供貨范圍內包含有綜合系列驅動程序。

創新性的操作員控制和監視

SIMATIC 人機界面面板方便創新的操作員控制和監視，堅固耐用、穩定、簡單。尤其是在舒適型面板上，標準硬件和軟件接口（例如，MMC/SD 卡、USB、以太網、PROFIBUS DP、Visual Basic 腳本或客戶特定的 ActiveX 控件）為辦公環境提供了更大的靈活性和開放性。

使用

SIMATIC 人機界面面板的配備非常適合使用。通過在線語言選擇功能，在運行過程中通過簡單按一個按鈕，即可選擇zui多 32 種語言。提供各種語言，包括亞洲語言（中文簡體、繁體中文、朝鮮語和日語）和俄語等WinCC (TIA Portal) 的組態界面（包括在線幫助）和整套文檔都是多語言的。在一個項目中zui多可有 32 種語言。它們可通過西門子公司的服務支持來提供。

配置一覽

SIMATIC 移動面板移動式操作面板，可以在任何地點對工廠和機床進行直接的操作控制。提供工件或者過程的*視圖，同時，可以直接顯示并存取操作面板在正常運行過程中便于插拔，因此用途廣泛（移動式面板 177 和移動式面板 277）或無線自由（移動面板 277(F) IWLAN）像素級圖形，帶觸摸屏（模擬/阻性）的高亮度彩色顯示器PROFIBUS 或 PROFINET 通信；對于移動式面板 277(F) IWLAN，可通過 WLAN 實現 PROFINET功能鍵帶有自定義標簽（帶 LED），可任意進行組態（不適用于移動式面板 277 10"）

應用

　　該 RS 485 總線連接器用于 PROFIBUS，可以用來將 PROFIBUS 節點或 PROFIBUS 網絡組件連接至PROFIBUS的總線電纜。

　　設計

　　提供有各種類型的總線連接器，可優化用于連接的設備：

　　總線連接器具有軸向電纜引出線（180°），可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP，傳輸速率高達 12 Mbps，帶集成的總線端接電阻

　　帶垂直電纜引出線的總線連接器（90°）；

　　這種接頭采用垂直電纜引出線（有或沒有編程器接口），數據傳輸速率高達 12 Mbps，帶集成的終端電阻。傳輸速率為 3、6 或 12 Mbps 時，在帶編程器接口的總線接頭和編程器之間，需要使用 SIMATIC S5/S7 連接電纜。

　　有 30°電纜引出線的總線接頭（經濟型），無編程器接口，數據傳輸速率為 1.5 Mbps，無集成的總線端接電阻。

　　PROFIBUS 快速連接 RS 485 總線接頭（90°或 180°電纜引出線），傳輸速率為 12 Mbps，采用絕緣刺破技術可實現快速簡單安裝（用于硬線和軟線）。

　功能

　　總線連接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 網絡組件的 PROFIBUS 接口（9 針 Sub-D 接口）中。

　　可使用 4 個端子在插頭中連接進入和離開的 PROFIBUS 電纜。

　　通過從外部清晰可見的便于接觸的開關，可以連接總線連接器中集成的總線端接器（不適用于 6ES7 972-0BA30-0XA0）。在此過程中，連接器中的進線和出線總線電纜是分開的（隔離功能）。

　　必須在 PROFIBUS 網段的兩端進行這種連接。

　　總線系統

　　用于帶有少數工作站且帶有現場設備的蜂窩網絡的過程和現場通訊

　　用于符合 IEC 61 158/EN 50 170 規范的數據通訊

　　開放性，可連接標準化非西門子部件

　　PROFIBUS – 用于生產和過程工程領域的現場總線標準，包括：

　　用于總線以及訪問程序的物理特性的標準規范

　　用戶協議和用戶接口規范

　　過程或現場通訊

　　PROFIBUS DP，用于和現場設備間的快速、循環數據交換

　　PROFIBUS-PA，應用于過程自動化和本安應用領域

　　數據通訊

　　PROFIBUS FMS，用于不同制造商 PLC 之間的數據通訊

PROFIBUS 和全集成自動化

　　優勢

　　PROFIBUS 是一種功能強大、開放、堅固耐用的總線系統，能保證無縫的通訊。

　　該系統采用了標準化設計，從而實現它可以與各種生產廠家提供的標準化部件進行連接。

　　可從網絡上的任何地點進行組態、調試和故障排查。從而使用戶定義的通訊關系不但通用，而且易于實施，更改簡便。

　　使用快速連接（FastConnect）布線系統，可在現場快速裝配和調試。

　　采用簡單、有效的信令概念，持續監控網絡部件

　　由于現有網絡易于擴展，且不具有任何不利影響，因此可確保投資安全

　　OLM 環冗余性，可用性高。

西門子DP總線是適用于自動控制系統與分散I/O 之間的高速通信；可取代24 V 或4~20 mA 的串聯式信號傳輸；使用RS 485傳輸技術或光纖媒體。

　　西門子DP總線是專為過程自動化設計；可將變送器和執行器連接到一根公共總線，可用于本質安全領域；數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協議，還具有PA行規。

　　本文將采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信協議來構建過程控制系統。

　　2 系統架構

　　本過程控制系統用于模擬對工業現場液位、溫度等信息的采集、處理，PID 控制和控制工藝流程的實時監控。系統通過西門子DP總線進行數據傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機進行通信和遠程控制，從而使整個控制系統實現網絡化和數字化?？刂葡到y結構圖如圖1所示。

　　系統主要包含上位監控機、CPU、以太網通信模塊、DP鏈路、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器、閥門定位器、電磁流量計等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多點通信功能的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].