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PROFIBUS硬件及其应用

【摘要】:如图10-6所示为PROFIBUS电缆,包括100%的铝箔屏蔽和65%的镀锡铜编织网屏蔽,具有最大的屏蔽效果。图10-11 总线连接器的终端电阻图10-12 终端电阻的具体设置5.通信处理器与PROFIBUS相关联的通信处理器主要包括:1)CP 342-5通信处理器;2)CP 342-5 FO通信处理器;3)CP 443-5通信处理器;4)用于PC/PG的通信处理器。

1.PROFIBUS的物理层

可以使用多种通信介质(电、光、红外、导轨以及混合方式)。传输速率9.6kbit/s~12Mbit/s,假设DP有32个站点,所有站点传送512bit/s输入和512bit/s输出,在12Mbit/s时只需1ms。每个DP从站的输入数据和输出数据最大为244B。使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离为9.6km,使用光缆时最长90km,最多可以接127个从站。可以使用灵活的拓扑结构,支持线型、树形、环形结构以及冗余的通信模型。

DP和FMS使用相同的传输技术和统一的总线存取协议,可以在同一根电缆上同时运行。DP/FMS符合EIA RS-485标准(也称为H2),采用屏蔽或非屏蔽双绞线电缆,9.6kbit/s到12Mbit/s。一个总线段最多32个站,带中继器最多127个站。

2.D型连接器

PROFIBUS标准推荐总线站与总线的相互连接使用9针D形连接器,如图10-4所示。A,B线上的波形相反。信号为1时B线为高电平,A线为低电平。

使用该连接器时,注意A1和B1为入线电缆接口端、A2、B2为出线电缆接入端;在接线时将电缆内的绿色芯缆接入A、红色芯缆接入B,并将PROFIBUS电缆的紫色外皮剥去适宜长度,并保留部分屏蔽层。图10-5所示为D形连接器与总线电缆的装配过程。

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图10-4 针D形连接器

1—红色芯缆 2—绿色芯缆 3—PG口(编程口) 4—PROFIBUS连接口 5—四位接线端子 6—电缆屏蔽层 7—上盖螺钉 8—PROFIBUS电缆 9—滑动开关 10—固定螺钉

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图10-5 D形连接器与总线电缆的装配过程

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图10-5 D形连接器与总线电缆的装配过程(续)

3.电缆和光纤

PROFIBUS电缆阻抗为135~165Ω,回路电阻小于等于110Ω/km,为双同轴缆(绞合线对)结构,且允许承载最大的信号量。如图10-6所示为PROFIBUS电缆,包括100%的铝箔屏蔽和65%的镀锡铜编织网屏蔽,具有最大的屏蔽效果。

PROFIBUS也支持光纤传输,其中单芯玻璃光纤的最大连接距离为15km,但是必须增加光纤接口,图10-7所示为PB-OLM02转换器,可实现PROFIBUS的电气接口到光纤接口的转换,用于PROFIBUS光纤通信组网,可以组成总线型(如图10-8所示)或星形结构(如图10-9所示)。

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图10-6 PROFIBUS电缆

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图10-7 PB-OLM02转换器

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图10-8 总线型结构

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图10-9 星形结构

4.终端电阻

在一个网络段的第一个和最后一个节点上都需要接通终端电阻,如图10-10所示。

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图10-10 终端电阻连接示意

设置总线连接器上的终端电阻的步骤如下:

1)将已接线的总线连接器连接到模块。

2)将总线连接器用螺钉固定到模块中。

3)如果总线连接器位于某一区段的头尾处,则必须启用端接器电阻(开关位置“ON”,如图10-11和图10-12所示)。

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图10-11 总线连接器的终端电阻

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图10-12 终端电阻的具体设置

5.通信处理器

与PROFIBUS相关联的通信处理器主要包括:

1)CP 342-5通信处理器;

2)CP 342-5 FO通信处理器;

3)CP 443-5通信处理器;

4)用于PC/PG的通信处理器。

表10-1是用于PC/PG的通信处理器特性总览,其中CP 5613是带微处理器的PCI卡,有一个PROFIBUS接口,仅支持DP主站;CP 5614有两个PROFIBUS接口,可以作DP主站或DP从站;CP 5611用于带PCMCIA插槽的笔记本电脑,有一个PROFIBUS接口,可做主站和从站。

表10-1 用于PC/PG的通信处理器

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