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PROFIBUS 是一種具有廣泛應用范圍的、開放的數字通信系統，在集中自動化系統向分散自動化系統轉移方面是一種重大突破。

由于PROFIBUS一直側重于系統集成和系統工程等方面，尤其是側重于應用行規的研究開發，使得該總線具有適合于快速、時間要求嚴格的應用和復雜的通信任務的特點，成為*能夠覆蓋工廠自動化和過程自動化應用的現場總線，特別適用于工廠自動化和過程自動化領域。因而從誕生至今，PROFIBUS 在現場總線技術領域一直是市場上的*。

隨著PROFIBUS的應用，許多用戶開始接觸并使用了現場總線。但由于用戶對現場總線技術的了解程度不同，再加上現場施工情況復雜，因而很有可能導致許多項目的現場總線通訊上可能存在著一些隱患，如果不能及時發現和處理，將有可能導致系統出現通訊故障，從而影響整個系統的正常運行。

為了幫助廣大用戶――特別是剛剛接觸到現場總線的用戶能夠對PROFIBUS的硬件有個初步的了解，這里將重點介紹如何在現場正確的安裝和使用相關PROFIBUS的網絡元件和設備，幫助用戶在使用PROFIBUS現場總線的過程中從硬件安裝的角度盡量減少問題的發生，從而盡量減少整個網絡使用中出現故障的概率。

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真心的對待每一份報價，真誠的對待每一位客戶。

上海盟疆工業自動化設備有限公司

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1 PROFIBUS 概述

PROFIBUS 是一種具有廣泛應用范圍的、開放的數字通信系統，在集中自動化系統向分散自動化系統轉移方面是一種重大突破。

由于PROFIBUS一直側重于系統集成和系統工程等方面，尤其是側重于應用行規的研究開發，使得該總線具有適合于快速、時間要求嚴格的應用和復雜的通信任務的特點，成為*能夠覆蓋工廠自動化和過程自動化應用的現場總線，特別適用于工廠自動化和過程自動化領域。因而從誕生至今，PROFIBUS 在現場總線技術領域一直是市場上的*。

隨著PROFIBUS的應用，許多用戶開始接觸并使用了現場總線。但由于用戶對現場總線技術的了解程度不同，再加上現場施工情況復雜，因而很有可能導致許多項目的現場總線通訊上可能存在著一些隱患，如果不能及時發現和處理，將有可能導致系統出現通訊故障，從而影響整個系統的正常運行。

為了幫助廣大用戶――特別是剛剛接觸到現場總線的用戶能夠對PROFIBUS的硬件有個初步的了解，這里將重點介紹如何在現場正確的安裝和使用相關PROFIBUS的網絡元件和設備，幫助用戶在使用PROFIBUS現場總線的過程中從硬件安裝的角度盡量減少問題的發生，從而盡量減少整個網絡使用中出現故障的概率。

1 PROFIBUS 概述

PROFIBUS網絡通訊的本質是RS485串口通訊，按照不同的行業應用，主要有三種通訊行規：DP（Decentralized Peripherals），FMS（Field Message Specification）和PA（Process Automation）行規。

其中DP通訊的方式在OSI參考模型中主要使用第1、2、7層，因此PROFIBUS DP網絡的通訊速度較快，且報文簡單（表1）。

表1  三種PROFIBUS的通訊行規的OSI模型

隨著現場總線的應用領域不斷擴大，PROFIBUS技術也在不斷的發生著變化，例如FMS行規目前已經不再使用，而DP和PA的應用會越來越多，另外類似Motion Control with PROFIBUS 和PROFIsafe 等新的行規也都會隨著應用而逐漸普及。

但無論那種行規，涉及到的硬件和網絡形式基本都是*的（PA除外）。因此這里我們從zui基本的網絡硬件著手，介紹PROFIBUS的網絡連接方式。

2 PROFIBUS網絡硬件

PROFIBUS網絡主要涉及到的硬件包括：PROFIBUS接口，通訊介質，PROFIBUS插頭，中繼器，診斷中繼器，OLM以及有源終端電阻等。

2.1 PROFIBUS接口

PROFIBUS接口是RS485串口，一般采用SUB-D female的接口，其管腳定義為：

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的內部的“PE”。而當CPU安裝在底板上時，其“PE”與底板是連通的，此時如果將安裝底板在電氣柜內做接地處理，則該SUB-D接口的外部金屬部分也是接地的。

2.2 通訊介質

關于通訊介質，在表1的OSI模型中已經規定：PROFIBUS網絡支持RS485的電纜和光纖兩種通訊介質。當然，現在也有支持無線通訊的設備，但我們目前面對的主要還是有線介質的用戶。

2.2.1 PROFIBUS 電纜

PROFIBUS（類型1）介質是一根屏蔽雙絞電纜，屏蔽可以提高電磁兼容（EMC）能力。

類型1：NRZ位編碼與EIA RS-485信號結合，目的是降低總線耦合器成本，耦合器可以使站與總線之間電氣隔離或非電氣隔離；需要總線終端器，特別在較高數據傳輸速率（達到1500 k bits/s）時更需要。類型1規范描述平衡的總線傳輸，符合美國標準EIA RS-485(EIA: 電氣工業協會；RS-485: 平衡的數字多點系統中使用的收/發器的電特性標準)。在雙絞線兩端的終端器使得類型1的物理層支持高速數據傳輸。傳輸速率≤93.75 kbits/s時，zui大電纜長度為1.2km 。對1500 kbits/s的速度，zui大長度減到70/200m(對B/A型電纜)。

PROFIBUS電纜的特性阻抗應在100Ω到220Ω之間，電纜電容（導體間）應該＜60pF/m，導線截面積應≥0.22mm²(24 AWG)。電纜選擇標準參見美國標準EIA RS-485的附錄。

兩類電纜的特性：

表2  電纜規格

下面的表指出兩類電纜（A和B）對不同傳輸速度時的zui大長度

表3  不同傳輸速度時的電纜長度

標準PROFIBUS電纜為屏蔽雙絞電纜，其中數據線有兩根：A-綠色和B-紅色，分別連接DP接口的管腳3（B）和8（A），電纜的外部包裹著編

圖1  標準PROFIBUS電纜

標準的PROFIBUS電纜一般都是A類電纜。

除了標準PROFIBUS電纜，還有許多其它特殊類型的電纜可以用于特定的環境：

為了方便將PROFIBUS的外皮以及屏蔽層按照固定的長度進行切除，減少剝線的時間和剝線過程中將電纜破壞或者造成短路的可能，西門子還

圖3  PROFIBUS快速剝線工具

2.2.2光纖及接口

光纖通訊具有很多優點，比如傳輸距離遠，抗電磁干擾性好，且光纖尺寸小，重量輕，耐腐蝕性好，便于敷設等。當然也有缺點：光纖彎曲半徑不能過小，光纖連接處及終端不容易處理等等。

按光在光纖中的傳輸模式不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖（圖4）。

PROFIBUS插頭用于連接PROFIBUS電纜和PROFIBUS的站點（圖8）。

圖8  PROFIBUS插頭的使用

在PROFIBUS插頭上，有一個進線孔（In）和一個出線孔（Out），分別連接至前一個站和后一個站。

當各站點通過插頭連接以及網線連接到網絡上時，根據RS485串口通訊的規范，每個物理網段支持32個物理設備，且在物理網段終端的站點應該設置終端電阻防止浪涌通訊質量。而每個PROFIBUS插頭上，都內置了終端電阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。當終端電阻設置為“On”時，表示一個物理網段的終結，因此連接在出線端口“Out”后面的網段的信號也將被中斷。因此，在每個物理網段兩個終端站點上的插頭，需要將網線連接在進線口“In”，同時將終端電阻設置為“On”，而位于網段中間的站點，需要依次將網線連接在進線口“In”和出線口“Out”

圖9  PROFIBUS插頭的連接和設置

需要注意的是，PROFIBUS插頭有一種帶編程口（PG口）的，建議至少每個網段的兩個終端站點處的插頭盡量使用帶編程口的。

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