西门子PROFIBUS通讯电缆-机械设备
产品说明:
为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。
UL
用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。
Ex
用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）
屏蔽的双绞电缆，圆形截面
所有 PROFIBUS 总线电缆的特点：
因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。
通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。
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产品介绍：
连接网络连接器
A. 电缆和剥线器。使用FC技术不用剥出裸露的铜线。
图1. 剥好一端的PROFIBUS电缆与快速剥线器（FCS，订货号6GK1905-6AA00）。
B. 打开PROFIBUS网络连接器。首先打开电缆张力释放压块，然后掀开芯线锁。
图2. 打开的PROFIBUS连接器
C. 去除PROFIBUS电缆芯线外的保护层，将芯线按照相应的颜色标记插入芯线锁，再把锁块用力压下，使内部导体接触。应注意使电缆剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触。
图3. 插入电缆
由于通信频率比较高，因此通信电缆采用双端接地。电缆两头都要连接屏蔽层。
D. 复位电缆压块，拧紧螺丝，消除外部拉力对内部连接的影响。
网络连接器主要分为两种类型：带和不带编程口的。不带编程口的插头用于一般联网，带编程口的插头可以在联网的同时仍然提供一个编程连接端口，用于编程或者连接HMI等。
图4. 左侧为不带编程口的网络连接器（订货号：6ES7 972-0BA52-0xA0）
右侧的是带编程口的网络连接器（订货号：6ES7 972-0BB52-0xA0）
通过PROFIBUS电缆连接网络插头，构成总线型网络结构。
图5. 总线型网络连接
在上图中，网络连接器A、B、C分别插到三个通信站点的通信口上；电缆a把插头A和B连接起来，电缆b连接插头B和C。线型结构可以照此扩展。
注意圆圈内的"终端电阻"开关设置。网络终端的插头，其终端电阻开关必须放在"ON"的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在"OFF"位置。
一个正规的RS-485网络使用终端电阻和偏置电阻。在网络连接线非常短、临时或实验室测试时也可以不使用终端和偏置电阻。
终端电阻：在线型网络两端（相距远的两个通信端口上），并联在一对通信线上的电阻。根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度。两个终端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗 偏置电阻：偏置电阻用于在电气情况复杂时确保A、B信号的相对关系，保证"0"、"1"信号的可靠性
西门子的PROFIBUS网络连接器已经内置了终端和偏置电阻，通过一个开关方便地接通或断开。终端和偏置电阻的值完全符合西门子通信端口和PROFIBUS电缆的要求。
合上网络中网络插头的终端电阻开关，可以非常方便地切断插头后面的部分网络的信号传输。
与其他设备通信时（采用PROFIBUS电缆），对方的通信端口可能不是D-SUB9针型的，或者引脚定义完全不同。如西门子的MM4x0变频器，RS-485通信口采用端子接线形式，这种情况下需要另外连接终端电阻，西门子可以提供一个比较规整的外接电阻。对于其他设备，可以参照《S7-200系统手册》上的技术数据制作。
西门子网络插头中的终端电阻、偏置电阻的大小与西门子PROFIBUS电缆的特性阻抗相匹配，强烈建议用户配套使用西门子的PROFIBUS电缆和网络插头。可以避免许多麻烦。
记住联网的格言：你糊弄它，它就糊弄你！
插头与终端电阻在Profibus通讯中有着非常重要的作用，它们使用起来非常简单，没有很多复杂的设置；但是正是由于使用简单，使得很多工程师在使用当中忽略了一些细节，导致很多通讯问题。
1 Profibus插头的结构与简单用法
图1Profibus插头结构
这是常见的Profibus插头，如果我们有A、B两个站点要做Profibus通讯，应该如何连接插头呢？因为总线上只有两个站，显然终端电阻都要打到ON位置。那么插头上的接线是否要一进一出呢。
图2 两个DP站点的连接
正确的做法是两个插头都连接进线端。因为终端电阻与插头的出线端是2选1的。终端电阻打ON，进线端连接终端电阻，断开与出线端的连接；终端电阻打OFF，进线端断开与终端电阻的连接，连接出线端。
2常见的Profibus总线连接
图3 主站在总线一端点
图3所示的是一般的Profibus总线连接方法，主站位于总线的一端，终端电阻打ON。
然后依次连接后面的站点，中间的站点终端电阻打OFF，后面的站点终端电阻打ON。
图4 主站在总线中间
有时候由于现场设备分布的原因，主站也可以安装在Profibus总线的中间，具体做法如图4所示。
终端电阻打ON的设备不能断电，如图5所示Profibus插头上除了220欧的终端电阻以外还有两个390欧的偏置电阻，并且偏置电阻上必须连接电源。
图5 终端电阻和偏置电阻
如果终端设备需要经常断电维护，或者终端设备只有接线端子而没有9针D型插座，就需要使用有源终端模块作为Profibus总线的终端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。
图6 Profibus有源终端模块
如果Profibus电缆不够长，需要把两根电缆接起来，不能简单的把两根铜芯拧起来，因为这样会破坏电缆的特征阻抗，可能会导致通讯问题。较好使用图7中的接头来连接两根需要接起来的电缆。
图7 Profibus连接接头
3 RS485中继器的终端电阻使用方法
Profibus通讯电缆的较大长度取决于通讯的波特率，如果电缆过了所能通讯的较大长度，就需要使用RS485中继器来延长通讯距离。
表1 总线长度与传输速率的关系
| 传输速率（kbit/s） | 9.6-187.5 | 500 | 00 | |
| 总线长度（m） | 1000 | 400 | 200 | 100 |
中继器上有接线端子，Profibus电缆可直接连接到端子上。另外中继器上也配有终端电阻。其用法与电缆插头相同。
图8 1网段只有进线，2网段有进线出线
图9 1网段只有进线，2网段只有进线
图10 1网段有进线出线，2网段有进线出线
4 OLM上插头终端电阻使用方法
如果现场设备通讯距离较远，或者现场电磁干扰严重，可以使用OLM把电信号转化成光信号，使用光缆来传输信号。OLM上有RS485电气接口，需要使用Profibus插头来连接电缆。并且OLM电气接口不论连接主站还是从站，接法都一样。
图11 1网段只有进线，2网段只有进线
图12 1网段有进线出线，2网段只有进线
图13 1网段有进线出线，2网段有进线出线
对于只有一个RS485接口的OLM，可认为只有1网段，接法相同。
5 DP/DP coupler上插头终端电阻使用方法
两个DP主站可以使用DP/DP coupler来传输数据。DP/DP coupler上有两个RS485接口，连接方法与OLM相同。
图14 1网段只有进线，2网段只有进线
图15 1网段只有进线，2网段有进线出线
图16 1网段有进线出线，2网段有进线出线
共四款总线连接器
1、垂直出线 无编程口 
2、垂直出线 带编程口
3、35度出线 无编程口
4、35度出线 带编程口
为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。
UL
用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。
Ex
用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）
屏蔽的双绞电缆，圆形截面
所有 PROFIBUS 总线电缆的特点：
因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。
通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。
印有以米表示的标记
电缆类型
全新的快速连接（FC）总线电缆为径向对称设计，可使用剥线工具。以此，可以快速、简便地安装总线接头。
PROFIBUS FC 标准电缆GP:
标准总线电缆专门为快速安装而设计的
PROFIBUS FC 标准电缆 IS GP：
具有特殊设计的标准总线电缆，用于快速安装本质安全分布式 I/O 系统
PROFIBUS FC 快速连接高强度电缆：
专门设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件
PROFIBUS FC 食用电缆：
该种电缆使用 PE 外套材料，因此适用于食品和烟草行业。
PROFIBUS FC 接地电缆：
于地下敷设。它不同于装备有附加外套的 PROFIBUS 总线电缆
PROFIBUS FC软电缆
柔性（绞合导线）、无卤素总线电缆，带聚氨酯护套，可偶然移动
PROFIBUS FC 拖缆:
于在拖缆中强制运动控制的总线电缆，例如在连续运动的机器部件中（绞合导线）
PROFIBUS FC FRNC 电缆：
双芯屏蔽，阻燃设计，无卤总线电缆，有一个共聚物外壳 FRNC（阻燃无腐蚀）
西门子DP总线连接器/代理，DP总线连接器适用于宽温度范围（-25 °C 至 +60 °C）并具有优异防恶劣环境性能（覆膜涂层）的 SIPLUS 模块
PLC梯形图经验设计法简介 经验设计法用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开关量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形，增加一些触点或中间编程元件，后才能得到一个较为满意的结果。 这种方法设计没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，后的结果不是惟一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于较简单的梯形图（如手动程序）的设计，一些电工手册中给出了大量常用的继电器控制电路，在用经验法设计梯形图时可以参考这些电路。 就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数，逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此，从本质上来说，PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合，也可以用逻辑函数表达式来表示。 （1） 基本方法：用逻辑法设计梯形图，必须在逻辑函数表达式与梯形图之间 建立一种一一对应关系，即梯形图中常开触点用原变量（元件）表示，常闭触点用反变量（元件上加一小横线）表示。触点（变量）和线圈（函数）只有两个取值“1”与“0”，1表示触点接通或线圈有电，0表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑“与”表示，触点并联用逻辑“或”表示，其他复杂的触点组合可用组合逻辑表示，他们的对应关系如下表所示。 逻辑函数表达式 梯形图 逻辑函数表达式 梯形图 逻辑“与” M0=X1.X2 “与”运算式 M0=X1.X2---Xn 逻辑“或” M0=X1+X2 “或/与”运算式 逻辑“非” “与/或”运算式 M0=(X1.X2)+(X3.X4) （2） 设计步骤： 1） 通过分析控制要求，明确控制任务和控制内容； 2） 确定PLC的软元件（输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T），画出PLC的外部接线图； 3） 将控制任务、要求转换为逻辑函数（线圈）和逻辑变量（触点），分析触点与线圈的逻辑关系，列出真值表； 4） 写出逻辑函数表达式； 5） 根据逻辑函数表达式画出梯形图； 6） 优化梯形图 PLC触点串联运算(相乘运算)实验 AND串开点，ANI串闭点 [案例3-2] PLC触点串联运算(相乘运算)实验 3)PLC实验接线图、及动作顺序分析 梯形图有时又称继电器形逻辑图编程。这种方法是当今使用为广泛的，对些我们将在介绍基本指令应用中作详细介绍。它使用广泛的主要原因是它和以往的继电器控制线路十分接近。 如图1是典型的梯形图，两边垂直的线称为母线，在母线之间通过串并（与、非）关系构成一定的逻辑关系。PLC中还有一个关键的概念“能流”（Power plow）。这仅仅是概念上的能流。如图，把梯形图中左边的母线假想为电源的“火线”，右边的母线假想为“零线”。如果有“能流”，则从左至右流向线圈，线圈被激励。原则线圈未被激励。母线中是否有“能流”流过，即线圈能否被激励，其关键主要取决于母线的逻辑线路是否接通。 应该强调指出的是，“能流”仅仅是假想的，便于理解梯形图各输出点动作的概念，并非实际存在的。
