西門子電纜經銷商
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,電纜長度為1.2km 。對1500 kbits/s的速度,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:
電纜參數
A型
B型
阻抗
135Ω-165Ω
(f=3到20MHz)
100Ω-130Ω
(f>100kHz)
電容
<30pF/m
<60pF/m
電阻
≤110Ω/Km
-
導線截面積
≥0.34mm2 (22AWG)
≥0.22mm2(24AWG)
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長度
波特率
[kbit/s]
9.6~93.75
187.5
500
1500
3000~12000
A型電纜
長度(m)
1200
1000
400
200
100
B型電纜
長度(m)
1200
600
200
70
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織網和鋁箔兩層屏蔽,外面是紫色的外皮(圖1)。
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:
圖2 各種類型的PROFIBUS電纜
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,西門子還提供了PROFIBUS**剝線工具(訂貨號:6GK1 905-6AA00)(見圖3)。
圖3 PROFIBUS**剝線工具
西門子總線電纜6XV1830-0EH10
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)。
圖4 光纖的分類
多模光纖:中心玻璃芯較粗(50或62.5μm),可傳多種模式的光。但其模間色散較大,這就限制了傳輸數字信號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴重。例如:600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此,多模光纖傳輸的距離就比較近,一般只有幾公里。
單模光纖:中心玻璃芯教細(芯徑一般為9或10μm),只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用于遠程通訊。
在現場總線的規范中,定義了光纖可以做為現場總線的通訊介質。西門子可以使用光纖的PROFIBUS設備有:帶光纖接口的CP板卡及模板(如CP5613 A2 FO, CP3425-FO等), OLM和OBT。
光纖主要涉及到選型的問題,因為通訊距離與光纖的類型有很大關系,而且并非所有的設備都能支持多種類型的光纖。因此需要注意設備與光纖以及接頭的選型。這可以通過OLM的選型來了解。
基于 PC 的自動化
SIMATIC 基于 PC 的自動化
工業 IoT 網關 - SIMATIC IOT2000
一種智能網關,用于協調各種數據源之間的通信,然后對數據進行分析并將數據轉發至相應接收方。易于實施的解決方案。
工業 PC
西門子性能可靠的創新工業 PC 是西門子基于 PC 的自動化系統的 PC 硬件平臺。
機架式 PC
箱式 PC
面板型 PC
平板 PC
工業顯示器和瘦客戶端
滿足特殊要求設備
全封閉 IP65 HMI 設備
正面采用不銹鋼的面板
適合在危險區域中使用的設備
IPC 軟件
嵌入式捆綁軟件/軟件包
軟件控制器
SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實現 SIMATIC S7-1500 控制器。它特別適用于專用機器制造中的控制解決方案,涉及高性能實現復雜控制任務、集成 PC 應用程序或在單個設備上實現多個任務。
基于 PC 的控制器
這些基于 PC 的控制器將基于 PC 的軟控制器的功能與可視化、PC 應用程序和集中式 I/O(輸入/輸出)組合到一個緊湊型裝置中。SIMATIC ET 200SP 開放式控制器是一種工業 PC,其具有 ET 200SP I/O 系統的設計形式,并預裝有 S7-1500 軟控制器。