西門子網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器 ? ? ? ?西門子網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器?

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90度電纜出線，集成終端電阻，9針 Sub-D插座，有編程口，支持快速連接?

由多根互相絕緣的導(dǎo)線或?qū)w構(gòu)成纜芯，外部具有密封護(hù)套的通信線路

西門子總線電纜分為6XV1830-0EH10通訊屏蔽網(wǎng)線 / 6XV1830-3EH10可拖拽軟線

以上2種電纜均為德國進(jìn)口電纜，全新原裝產(chǎn)品，罰十。質(zhì)量保證一年！

型號：6XV1830-0EH10

? SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)，較大長度: 1000m, 小訂購數(shù)量: 20m, 按米銷售

型號：6XV1830-3EH10

? ?SIMATIC NET, PROFIBUS FC 拖纜, PROFIBUS 拖纜, 較大加速度:4 m/s2, 至少 3 百萬次 彎曲次數(shù)，彎曲半徑： 約 120mm，雙芯屏蔽線，按米銷售，較大長度: 1000m, 小訂購量: 20 m

（SIEMENS(西門子)授權(quán)供應(yīng)、原裝、罰十?

Profibus協(xié)議的部分是物理層和鏈路層協(xié)議。物理層采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)范，傳輸介質(zhì)為雙絞線，其技術(shù)指標(biāo)如下：?
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：EN50170 接口標(biāo)準(zhǔn)：EIA RS－485; 網(wǎng)絡(luò)插口：SUB－D9芯插頭; 波 特 率：9.6K，19.2K，93.75K，187.5K，500K 響應(yīng)時(shí)間：<20ms; 碼方式：IEC規(guī)定之ManchesterⅡ標(biāo)準(zhǔn) ; 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：兩端帶有終端器的總線結(jié)構(gòu) ;傳輸距離：波特率9.6K，19.2K，93.75K時(shí) 1200m; 波特率187.5K時(shí)600m ;波特率500K時(shí)200m（可通過中繼器增加傳輸距離） ;站 點(diǎn) 數(shù)：主站+從站共126個(gè) 電 纜：屏蔽雙絞線，截面>0.22mm ，阻抗120 W?

		6XV1830-0EH10 SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)，大長度: 1000m, 小訂購數(shù)量: 20m, 按米銷售	顯示價(jià)格
		6XV1830-0EN20 SIMATIC NET, PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)， 20 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0EN50 SIMATIC NET, PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)， 50 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0ET10 SIMATIC NET, PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)， 100m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0ET20 SIMATIC NET, PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)， 200 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0ET50 SIMATIC NET, PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)， 500 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0EU10 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 標(biāo)準(zhǔn)電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)，大長度: 1000m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0GH10 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 食品總線電纜，帶 PE 護(hù)套， 用于食品業(yè)和飲料業(yè)，2 芯，屏蔽，按米銷售，大長度： 1000m, 小訂購量: 20 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0JH10 SIMATIC NET, PROFIBUS FC 堅(jiān)固總線電纜，帶 PUR 護(hù)套，用于化工和機(jī)械等惡劣環(huán)境使用，按米銷售，大長度： 1000m, 小訂購量: 20 m	顯示價(jià)格
		6XV1830-0LH10 SIMATIC NET,PROFIBUS FC FRNC 電纜 GP, 總線電纜，阻燃及無鹵素總線電纜，共聚物外殼，按米銷售，大長度： 1000m, 小訂購量: 20 m

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Profibus鏈路層又稱FDL，它采用混合介質(zhì)存取方式，即主站間按令牌方式，主站和從站間按主從方式工作。令牌是一條特殊的電文，它在主站之間按照 地址的升序傳遞總線控制權(quán)（即令牌），得到令牌的主站可在一定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行本站的工作。這種方式保證了在任一時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，并且任一個(gè)主站 在一個(gè)特定的時(shí)間片內(nèi)都可以得到總線操作權(quán)，這就完全避免了沖突。鏈路層保證損壞或掉電的站點(diǎn)從環(huán)中排除，新上電的主站加入令牌環(huán)。鏈路層的另一個(gè)主要任 務(wù)是保證數(shù)據(jù)的無差錯(cuò)傳輸，這是通過海明間距＝4、按照國際標(biāo)準(zhǔn)IEC870－5－1制定的特殊的起始和結(jié)束界定符、每個(gè)字節(jié)的奇偶校驗(yàn)和每條電文的 CRC循環(huán)校驗(yàn)保證的.（可通過中繼器增加傳輸距離） PROFIBUS鏈路層提供的服務(wù)有：SDA （發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回答） SDN （發(fā)送數(shù)據(jù)，不要求回答） SRD （發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù)）CSRD（循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)并要求回送數(shù)據(jù)）

Profibus的大電文長度為255個(gè)字節(jié)。電文由標(biāo)識符、源及目的地址、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)、命令字和循環(huán)校驗(yàn)碼等構(gòu)成，有效數(shù)據(jù)長246字節(jié)。?
Profibus協(xié)議的第二部分是應(yīng)用層協(xié)議(FMS)，第三部分為DP協(xié)議，它們都使用相同的底層協(xié)議，用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。 FMS定義了應(yīng)用層（第七層）的內(nèi)容。由于Profibus沒有第三層到第六層，所以這幾層的必要功能在一個(gè)稱為“底層接口”（LLI）的模塊中完成，由 LLI將這些功能映射到FMS中。FMS提供了多種強(qiáng)有力的通信服務(wù)，這些服務(wù)是的MAP協(xié)議中MMS服務(wù)的一個(gè)子集。為使這些功能適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域 當(dāng)中真正的實(shí)際需要，F(xiàn)MS包括稱為“行規(guī)”（PROFILE）的特殊定義。行規(guī)規(guī)定不同制造商制造的、遵從同一行規(guī)的PRIFIBUS設(shè)備應(yīng)具有相同的 通信功能。行規(guī)中除通信參數(shù)的選擇外，還包括隊(duì)狀態(tài)和錯(cuò)誤的解釋及針對應(yīng)用的定義等許多信息。

目前已經(jīng)完成的有大樓自動化、驅(qū)動器、傳感器和執(zhí)行器、可編程控制器、紡織機(jī)器和低壓開關(guān)設(shè)備等行規(guī)，這些行規(guī)的制定為用戶使用提供了極大的方便，也是Profibus得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。?
Profibus協(xié)議的第三部分是PROFIBUS的DP協(xié)議，用于傳感器和執(zhí)行器級的高速數(shù)據(jù)傳輸。它以PROFIBUS-FDL為基礎(chǔ)，根據(jù)其所需要 達(dá)到的目標(biāo)對通信功能加以擴(kuò)充。DP的傳輸速率可達(dá)12Mbit/S，一般構(gòu)成單主站系統(tǒng)，主站、從站間采用循環(huán)數(shù)據(jù)傳送方式（CSRD）工作。 PROFIBUS-DP廣泛地應(yīng)用在德國西門子公司生產(chǎn)的控制設(shè)備當(dāng)中。DP和FMS可混合工作。?

Profibus協(xié)議的第四部分是PROFIBUS的PA協(xié)議,適用于對安全性要求較高的場合，這由PROFIBUS的第四部分描述，PA實(shí)現(xiàn)了 IEC1158-2規(guī)定的通信規(guī)程，設(shè)備行規(guī)定義了設(shè)備各自的功能，設(shè)備描述語言（DDL）及功能塊允許對設(shè)備進(jìn)行完全的內(nèi)部操作。?
綜上所述，Profibus嚴(yán)格的定義和完善的功能使其成為開放式系統(tǒng)的典范。特別需要指出的是，除了使用專門的ASIC芯片之外，PROFIBUS也可 以用通用電子器件實(shí)現(xiàn)（如8050，8086，V25等），價(jià)格低廉，容易推廣。這些特點(diǎn)使得它在短短幾年內(nèi)在化工、冶金、機(jī)械加工以及其它自動控制領(lǐng)域 得到了迅速普及和應(yīng)用。
Profibus現(xiàn)場總線的應(yīng)用:據(jù)1997年統(tǒng)計(jì)，世界上已有約100多萬臺PROFIBUS儀表在自動化設(shè)備中應(yīng)用，而且每年增長20-30%。目 前，世界上約有650家廠商加入了PROFIBUS用戶協(xié)會并提供上千種PROFIBUS產(chǎn)品。以的西門子公司為例，它可提供一百多種 PROFIBUS產(chǎn)品并已經(jīng)把它們應(yīng)用在的許多自動控制系統(tǒng)中.為在推廣應(yīng)用PROFIBUS工業(yè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PROFIBUS用戶協(xié)會于 1997年7月成立。協(xié)會的會員由生產(chǎn)廠商（包括國際PROFIBUS用戶協(xié)會成員在開辦的合資或獨(dú)資企業(yè)）、科研單位、學(xué)校、廠礦企業(yè)及其他用戶組 成。協(xié)會的宗旨是竭城為廣大用戶服務(wù)，通過舉辦技術(shù)講座及發(fā)行不定期內(nèi)部刊物等手段介紹國際國內(nèi)PROFIBUS發(fā)展及應(yīng)用的新動態(tài)，宣傳和介紹有關(guān)生 產(chǎn)廠家的新產(chǎn)品及應(yīng)用實(shí)例，促進(jìn)用戶之間的信息交流。

西門子DP總線逐漸在工業(yè)現(xiàn)場推廣，不少設(shè)備不但具有傳統(tǒng)儀表的功能，而且還具備現(xiàn)場總線的功能、在DCS中，西門子DP總線被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)場總線在使用中需要注意以下幾個(gè)問題：

1）通信距離。西門子DP總線的通信距離一般有一定的要求，例如，PROFIBUS/DP在12Mbps速率時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)電纜，可以達(dá)到200m，如果采 用187.5kbps速率，可以達(dá)到1 000m。通信距離有兩層含義，個(gè)，是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間不通過中繼器能夠?qū)崿F(xiàn)的距離，一般來說，距離和通信速率成反比；另一個(gè)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn) 之間的距離。往往在廠家的介紹材料中對于此類的描述不夠清楚，在實(shí)際使用中，必須考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍，電磁波信號在電纜中傳遞是需要時(shí)間的，特別在—些高 速的現(xiàn)場總線中，如果增大距離，就必須對一些通信參數(shù)進(jìn)行修改；

2）線纜選擇?，F(xiàn)場的環(huán)境決定現(xiàn)場總線的通信速度和通信介質(zhì)。一般而言，西門子DP總線線采用電信號傳遞數(shù)據(jù)，在傳輸?shù)倪^程中不可避免地收到周圍電磁環(huán)境 的影響。大多數(shù)現(xiàn)場總線采用屏蔽雙絞線。必須注意的是，不同種類現(xiàn)場總線要求的屏蔽雙絞線可能是不同的。現(xiàn)場總線的開發(fā)者一般規(guī)定一種特制的線纜，在正確 使用這種線纜的條件下才能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的速率和傳輸距離。在電磁條件極度惡劣的條件下，光纜是合理的選擇，否則局部的干擾，可能影響整個(gè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的工作；

3）隔離。一般來說，西門子DP總線的電信號與設(shè)備內(nèi)部是電氣隔離的?，F(xiàn)場總線電纜分布在車間的各個(gè)角落，一旦發(fā)生高電壓串入，會造成整個(gè)網(wǎng)段所有設(shè)備的總線收發(fā)器損壞。如果不加以隔離，高電壓信號會繼續(xù)將設(shè)備內(nèi)部其他電路損壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果；

4）屏蔽。西門子DP總線采用的屏蔽電纜的外層必須在一點(diǎn)良好接地，如果高頻干擾嚴(yán)重，可以采用多點(diǎn)電容接地，不允許多點(diǎn)直接接地，避免產(chǎn)生地回路電流；

5）連接器。現(xiàn)場總線一般沒有對連接器做嚴(yán)格的規(guī)定，但是如果處理不當(dāng)，會影響整個(gè)系統(tǒng)通信。例如，現(xiàn)場總線一般采用總線型菊花鏈連接方式，在連接每一個(gè)設(shè)備時(shí)，必須注意如何不影響在現(xiàn)有通信的條件下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備插入和摘除，這對連接器就有一定的要求；?
6）終端匹配。西門子DP總線信號和所有電磁波信號一樣具有反射現(xiàn)象，在總線每一個(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端，都應(yīng)該采用電阻匹配，個(gè)作用可以 吸收放射，第二個(gè)作用是在總線的兩端實(shí)現(xiàn)正確的電平，保證通信。因此，現(xiàn)場總線技術(shù)是控制、計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的交叉與集成，它的出現(xiàn)和快速發(fā)展體現(xiàn)了控制 領(lǐng)域?qū)档统杀?、提高可靠性、增?qiáng)可維護(hù)性和提高數(shù)據(jù)采集的智能化的要求。

西門子Profibus總線仍普遍應(yīng)用于自動化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)規(guī)模較大，DP設(shè)備數(shù)量多分布范圍廣，因此DP網(wǎng)絡(luò)的性能是程序執(zhí)行可靠性的先決條件。本文旨在結(jié)所經(jīng)歷項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)簡單結(jié)DP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、調(diào)試的一般方法，并愿意得到大家的補(bǔ)充與指正。

網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要性。
這個(gè)問題可能大家都很少去關(guān)注。在進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試的時(shí)候，一旦看到網(wǎng)絡(luò)診斷的信息上顯示所有站點(diǎn)都通訊上了，就暗暗慶賀網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成，殊不 知這才是網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的開始。在接下來的調(diào)試過程中，大家會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，某些站點(diǎn)經(jīng)常顯示短暫的故障，雖然短暫，但為輸入信號的讀取，程序執(zhí)行的邏輯判斷以及輸 出信號的執(zhí)行都埋下了隱患。

DP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一般方法
1、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者首先要知道程序執(zhí)行對于網(wǎng)絡(luò)速率的要求，當(dāng)然這也程序編寫者應(yīng)該提供的信息。在運(yùn)動控制系統(tǒng)中，控制精度越高，其對網(wǎng)絡(luò)速率的要求就越大，速率越慢，其對輸入輸出的讀寫也會減慢，必然增大因?yàn)樽x寫過程而發(fā)生的誤差。
在了解了該參數(shù)之后就有了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)。通訊速率的大小就決定了網(wǎng)絡(luò)的長度，可以參考西門子的相關(guān)資料，一般12Mbs是100米，1.5Mbs長是 兩百米。如果長度過技術(shù)資料所允許的范圍，就一定不要吝嗇，增加一臺中繼，來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。如果從PLC出來想形成星形結(jié)構(gòu)，也可以在主控制柜出來的位置增 加一臺中繼。
2、網(wǎng)絡(luò)路徑的規(guī)劃
有一個(gè)看起來比較頑固的觀點(diǎn)，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃的時(shí)候一定要注明一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電纜的進(jìn)出的順序，從哪個(gè)節(jié)點(diǎn)出，至哪個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)。
好的是在控制柜設(shè)計(jì)的時(shí)候，注明進(jìn)線應(yīng)該從哪個(gè)格蘭頭進(jìn)，從哪個(gè)格蘭頭出。在進(jìn)行現(xiàn)場施工的時(shí)候，也將這個(gè)思想完全執(zhí)行下去。
這看似老頑固的要求，也會給大家?guī)頍o盡是的便利。

現(xiàn)場問題的分析
解決網(wǎng)絡(luò)問題的經(jīng)驗(yàn)來自于豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)有力的工具。在這里為大家提供一些基本問題的解決辦法。
1、DP 網(wǎng)絡(luò)除了要滿足通訊速率所決定的長距離，還要避免小于一米的短距離；
2、網(wǎng)絡(luò)終端的終端電阻一定要撥在ON 的位置；
3、線纜質(zhì)量與鋪設(shè)：一定要用的DP網(wǎng)絡(luò)線，好就是西門子生產(chǎn)的。鋪設(shè)電纜的時(shí)候，電纜的彎角不要小于75度，更不要有把線纜折疊放置在線槽中的情況發(fā)生。
4、屏蔽的制做：屏蔽能有效的保護(hù)信號不受外界信號的干擾，因此做信號屏蔽的時(shí)候一定要用工具，且不要傷害到屏蔽電纜，好的方法是在地上發(fā)置一張白紙，在剝開表皮之后，白紙上沒有一根屏蔽層電纜。
在綜合考慮上敘問題之后，DP網(wǎng)絡(luò)一定十分健康，為數(shù)據(jù)通訊提供了一條暢通大路。也為編程提供穩(wěn)定的環(huán)境。

1? 引言
萊鋼4300mm寬厚板熱處理生產(chǎn)線是萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司于2009年開始建設(shè)的年產(chǎn)180萬噸的生產(chǎn)線,它廣泛采用了當(dāng)代厚板領(lǐng)域的 新技術(shù)及的裝備,熱處理線作為后區(qū)重要的生產(chǎn)線,實(shí)時(shí)可靠的通信系統(tǒng)是必不可少的,因此采用Profibus—DP現(xiàn)場總線使全部控制設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò) 化。Profibus-DP現(xiàn)場總線把現(xiàn)場設(shè)備和PLC緊密集成為一個(gè)完整的控制系統(tǒng); 現(xiàn)場操作臺由于采用了Profibus-DP通信接口, 節(jié)省了大量電器元件和電纜。作為眾多現(xiàn)場總線家族的成員,Profibus是在歐洲工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),也是目前國際上通用的現(xiàn) 場總線標(biāo)準(zhǔn)。[1]本文主要以預(yù)處理區(qū)域Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)來介紹Profibus-DP在寬厚板熱處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2? Profibus組成

2.1? Profibus概述
Profibus是一種具有廣泛應(yīng)用范圍的、開放的數(shù)字通信系統(tǒng),在集中自動化系統(tǒng)向分散自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)移方面是一種重大突破。Profibus由3部分組 成,即Profibus-DP(分布式外圍設(shè)備),Profibus-PA(過程自動化),Profibus-FMS(現(xiàn)場總線報(bào)文)[2]。
Profibus-DP具有高速傳輸、價(jià)格低廉等特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)起來比較簡單,主要用于分散設(shè)備間的數(shù)據(jù)高速傳輸,傳輸速率可由9.6kbps至 12Mbps。一般用于自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備級間的開關(guān)量的通信,可滿足全數(shù)字交直流調(diào)速系統(tǒng)對于快速的時(shí)間響應(yīng)要求。該總線具有適合于快速、時(shí)間要 求嚴(yán)格的應(yīng)用和復(fù)雜的通信任務(wù)的特點(diǎn),成為能夠全面覆蓋工廠自動化和過程自動化應(yīng)用的現(xiàn)場總線,特別適用于工廠自動化和過程自動化領(lǐng)域。在萊鋼寬厚板 熱處理線中所采用的就是這種Profibus-DP現(xiàn)場總線。

2.2? 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, DP/DP COUPLER以及有源終端電阻等。當(dāng)各站點(diǎn)通過插頭連接以及網(wǎng)線連接到網(wǎng)絡(luò)上時(shí),根據(jù)RS485串口通訊的規(guī)范,每個(gè)物理網(wǎng)段支持32個(gè)物理設(shè)備,且在 物理網(wǎng)段終端的站點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置終端電阻防止浪涌保證通訊質(zhì)量。

2.3? Profibus接口
Profibus接口是RS485串口,一般采用SUB-D female的接口。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。

2.4? 通訊介質(zhì)
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,但我們目前面對的主要還是有線介質(zhì)。

3? Profibus-DP在預(yù)處理區(qū)系統(tǒng)中的應(yīng)用

3．1? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)則
在進(jìn)行Profibus網(wǎng)絡(luò)連接之前,首先應(yīng)當(dāng)考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否有問題。如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有問題,將來網(wǎng)絡(luò)通訊很可能出現(xiàn)問題。?
另外,從波特率與距離的對應(yīng)關(guān)系中可以看到,波特率越高,則對應(yīng)的通訊距離越近,因而如果現(xiàn)場遇到Profibus的通訊有通訊不上或者通訊不穩(wěn)定的情況,也可以考慮先將波特率降低,再進(jìn)行觀察處理。
設(shè)計(jì)一條Profibus網(wǎng)絡(luò),首先需要了解Profibus網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟?guī)則:?
①? Profibus網(wǎng)絡(luò)是RS485串口通訊,半雙工,支持光纖通訊;?
②? 每個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論上多可連接127個(gè)物理站點(diǎn),其中包括主站、從站以及中繼設(shè)備;?
③? 網(wǎng)絡(luò)的通訊波特率9.6kbps-12Mbps;?
④? 每個(gè)物理網(wǎng)段多32個(gè)物理站點(diǎn)設(shè)備,物理網(wǎng)段兩終端都需要設(shè)置終端電阻或使用有源終端電阻;?
⑤? 每個(gè)網(wǎng)段的通訊距離或者設(shè)備數(shù)如果限,需要增加RS485中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展,中繼器多可串聯(lián)9個(gè);?
⑥? 每個(gè)中繼設(shè)備(RS485中繼器、OLM)也做為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)物理站點(diǎn),但沒有站號;?
⑦? 網(wǎng)絡(luò)支持多主站,但在同一網(wǎng)絡(luò)中,不建議多于3個(gè)主站;?
⑧? 一般0是PG的地址,1～2為主站地址,126為某些從站默認(rèn)的地址,127是廣播地址,因而這些地址一般不再分配給從站,故DP從站多可連接124個(gè),站號設(shè)置一般為3~125。?
⑨? 如果網(wǎng)絡(luò)中涉及到分支電纜,則應(yīng)注意分支電纜的長度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守Profibus 的協(xié)議規(guī)定。

3.2? 預(yù)處理區(qū)DP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
預(yù)處理區(qū)系統(tǒng)包括一套S7-400 PLC、兩套S7-300 PLC、一套S7-200 PLC、7套ET200站、變頻器、編碼器和兩臺上位機(jī),同時(shí)系統(tǒng)還與1#熱處理爐、3#熱處理爐通過DP通訊,與2#熱處理爐通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)則設(shè)計(jì)網(wǎng)格構(gòu)成見圖1。
其中1#熱處理爐、2#熱處理爐、3#熱處理爐PLC是S7-400 PLC,磁盤上料PLC和拋丸機(jī)PLC是S7-300 PLC,H7是S7-200PLC,BWL是編碼器,每個(gè)設(shè)備后面括號里的數(shù)字是給這個(gè)設(shè)備分配的硬件地址。
在預(yù)處理區(qū)DP網(wǎng)絡(luò)中,S7-400 PLC主站與S7-300 PLC之間的通訊和與1#熱處理爐、3#熱處理爐之間的通訊采用的是通過DP/DP COUPLER連接的方法。對于DP/DP COUPLER連接的兩個(gè)網(wǎng)段,通訊速率可以不同,因此DP/DP COUPLER非常適用于不同通訊速率的兩個(gè)PROFIBUS-DP主站系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊,但對于通訊數(shù)據(jù)區(qū),網(wǎng)絡(luò)1的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡(luò)2的輸出區(qū)完全 對應(yīng),同樣網(wǎng)絡(luò)2的輸入?yún)^(qū)必須和網(wǎng)絡(luò)1的輸出區(qū)完全對應(yīng),否則會造成通訊故障。

3.3? 硬件組態(tài)

通過Profibus-DP網(wǎng)連接,整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)全數(shù)字、全網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng),成為能完成組態(tài)、運(yùn)行、操作等功能的完整的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。預(yù)處理區(qū)系統(tǒng)的硬件組態(tài)如圖2所示。
預(yù)處理區(qū)系統(tǒng)PLC主站由一塊電源模塊PS 407 10A、一塊CPU模塊 416-2 DP、6塊DP通訊模塊CP 443-5、1塊以太網(wǎng)通訊模塊CP 443-1、一塊數(shù)字量輸入模板和一塊數(shù)字量輸出模板組成。結(jié)合圖1和圖2可以看出,磁盤上料和拋丸機(jī)通過地址是8和6的兩塊DP/DP COUPLER與預(yù)處理區(qū)系統(tǒng)通訊,在此系統(tǒng)中直接掛在416-2 CPU自帶的DP端口;系統(tǒng)中所有設(shè)備的變頻器掛在塊CP 443-5模塊;與三號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER和ET200站RIO05掛在第二塊CP 443-5模塊;ET200站RIO04和6個(gè)編碼器掛在第三塊CP 443-5模塊;H7系統(tǒng)的EM277、ET200站RIO01、ET200站RIO02和7個(gè)編碼器掛在第四塊CP 443-5模塊;ET200站RIO03、ET200站RIO06、ET200站RIO02和2個(gè)編碼器掛在第五塊CP 443-5模塊;與一號熱處理爐通訊的DP/DP COUPLER掛在第六塊CP 443-5模塊。在S7-400中,不需要為現(xiàn)場總線編寫通訊程序,只要通過STEP 7軟件包對DP主站和所有DP從站進(jìn)行硬件組態(tài),統(tǒng)一分配地址即可[3]。由于在上述硬件組態(tài)過程中已經(jīng)解決了網(wǎng)絡(luò)的通訊問題,所以在編程時(shí)無須考慮通訊 問題,只要像對一臺PLC那樣對所有I／O地址編程即可。由此可見使用PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線具有“硬件分散,軟件集中”的特點(diǎn)。

3.4? Profibus的故障診斷
Profibus是一種抗干擾性比較強(qiáng)的現(xiàn)場總線,但不時(shí)還會發(fā)生一些故障。在處理故障的過程中我們發(fā)現(xiàn),造成Profibus通訊出現(xiàn)故障的原因,80％都是簡單的原因,比如:現(xiàn)場沒有接地處理、布線時(shí)與動力電纜沒有分開等等。
現(xiàn)場診斷一般會使用到BT200和示波器等設(shè)備。BT200是西門子的提供的Profibus網(wǎng)絡(luò)診斷設(shè)備,可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)距離檢測,網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量的檢查(比如斷線、短路等等);而示波器常常用于檢測Profibus通訊的波形[4]。
STEP7等編程工具也可以做為網(wǎng)絡(luò)診斷的一種工具。在STEP7軟件中,提供了“在線診斷”的功能,可以實(shí)時(shí)的對Profibus網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直接的診 斷。比如:哪些從站出現(xiàn)故障,可在STEP7的診斷緩沖區(qū)中直接得到故障信息。STEP7還提供了一些Profibus的診斷功能塊,比如 FB125/FC125等,方便用戶通過編程的方式在程序運(yùn)行中診斷ProfibusS網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障,同時(shí)可將故障信息直接顯示在上位機(jī)畫面上。

4 結(jié)束語
本系統(tǒng)在試運(yùn)行后,運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠,能夠滿足萊鋼寬厚板熱處理生產(chǎn)所需的各項(xiàng)工藝技術(shù)指標(biāo),系統(tǒng)采用Profibus-DP現(xiàn)場總線方式,PLC通 過DP線連接各個(gè)ET200站和現(xiàn)場設(shè)備,減少了現(xiàn)場電纜的數(shù)量和接線工作量,降低了系統(tǒng)故障率。由于所有的測控信息通過總線通信來實(shí)現(xiàn),全數(shù)字通信取代 了模擬信號的傳輸,提高了系統(tǒng)的控制精度,取得了比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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SIMATIC NET 830-1T PROFIBUSL連接電纜：用于連接數(shù)據(jù)端口，預(yù)裝配接頭,在電纜二端各裝一個(gè)9針接頭
西門子DP總線電纜：6XV1830-2AH30 (3M 帶接頭-帶一個(gè)編程器)

SIMATIC NET,PROFIBUS 830-2連接電纜，預(yù)裝配接頭型，用于連接數(shù)據(jù)端口，預(yù)裝配接頭,在電纜二端各裝一個(gè)9針接頭（一端帶編程口）?
西門子DP總線電纜：6XV1830-2AH50 (5M 帶接頭-帶一個(gè)編程器)

SIMATIC NET,PROFIBUS 830-2連接電纜，預(yù)裝配接頭型，用于連接數(shù)據(jù)端口，預(yù)裝配接頭,在電纜二端各裝一個(gè)9針接頭（一端帶編程口）
西門子DP總線電纜：6XV1830-2AN10 (10M 帶接頭-帶一個(gè)編程器)