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湘潤介紹儀表如何通訊
閱讀：2581 發(fā)布時間：2013-7-20儀表通訊與軟件
Communication and Software
產(chǎn)品樣本 • 2011
目錄
2 儀表通訊協(xié)議
2 HART 協(xié)議
3 WirelessHART
6 PROFIBUS
25 FOUNDATION Fieldbus
26 WirelessHART 儀表及設備
26 WirelessHART 壓力變送器 P280
31 WirelessHART 溫度變送器 TF280
36 SITRANS AW200 無線適配器
42 IE/WSN-PA LINK
44 通訊功能模塊
45 SITRANS MDS —— 維護診斷工作站
46 軟件
46 SIMATIC PDM 過程設備管理器
2
概述
HART 協(xié)議
HART 是一廣泛應用于現(xiàn)場設備的通訊標準,。HART 設備的技術
規(guī)范由 HCF（HART 通訊基金會）來確定,。
HART 標準擴展了模擬 4 ~ 20 mA 信號,，將調制的,、工業(yè)認可的
數(shù)字信號疊加在 4 ~ 20 mA 信號上,，實現(xiàn)數(shù)字通訊功能,。
優(yōu)勢
• 經(jīng)驗證的 4 ~ 20 mA 模擬測量值傳輸
• 同步雙向數(shù)字通訊
• 一個現(xiàn)場設備可發(fā)送多個測量變量（診斷,、維護和過程數(shù)據(jù)）
• 可連接至更高一級的系統(tǒng)，如 PROFIBUS DP
• 易于安裝和啟動
與 SIMATIC PDM 一起使用
• 通過標準化的參數(shù)規(guī)范實現(xiàn)所有 HART 設備的互操作性
• HART 設備的 DD 文件內置在 SIMATIC PDM 中,。HART DD
（Device Description）在 SIMATIC PDM 中是標準化,、多供應
商、被廣泛使用的,。
• 現(xiàn)場設備易于操作和啟動,，即使在不易到達的位置
• 擴展的診斷、評估,、記錄功能
應用
HART 設備可以用不同的方式連接：
• 使用分布式的 I/O 系統(tǒng)
－ 帶 HART 模塊的 SIMATIC ET 200M
－ 帶 HART 模塊的 SIMATIC ET 200iSP
－ 帶 4 ~ 20 mA 模擬數(shù)據(jù)采集卡
－ HART 手操器
• 使用 HART 調制解調器,，可以在 PC 或操作站與 HART 設備實
現(xiàn)點到點的連接
• 使用 HART 多路復用器，此復用器支持 HART 規(guī)范
壓力測量儀器
SITRANS P DSIII
SITRANS P P300
溫度測量儀器
SITRANS TF
SITRANS TH300
SITRANS TR300
SITRANS TW
流量計
SITRANS F M MAG 5000 HART
SITRANS F M MAG 6000 19“ / IP67 / I / I Ex d
SITRANS F M Transmag 2
SITRANS F C MASS 6000 19“ / IP67 / Ex d
SITRANS FUS060
液位測量儀器
Pointek CLS 500
SITRANS Probe LR
SITRANS Probe LU
SITRANS LR200
SITRANS LR250
SITRANS LR260
SITRANS LR300
SITRANS LR400
SITRANS LR460
SITRANS LC 500
電氣閥門定位器
SIPART PS2
電源和隔離放大器
SITRANS I
集成
此目錄中列出了具有 HART 功能的西門子過程自動化的現(xiàn)場設備：
選擇與訂貨數(shù)據(jù)
HART modem 訂貨號
• RS 232 接口
▲
D） 7MF4997-1DA
• USB 接口
▲
D） 7MF4997-1DB
D） 服從出口條例 AL：N,，ECCN：EAR99H
儀表通訊協(xié)議
3
WirelessHART
概述
WirelessHART 是過程自動化領域*現(xiàn)場級工業(yè)無線通訊
標準,。因此，用戶能夠*次在工業(yè)現(xiàn)場使用標準的,、具有多
廠商互換性,、互操作性的無線通訊儀表。
優(yōu)勢
WirelessHART 能夠訪問帶 HART 接口的現(xiàn)場設備的：
• 測量和控制值
• 參數(shù)
這些儀表通常為壓力,，溫度,，液位或流量變送器或執(zhí)行器。
WirelessHART 儀表還具有如下功能：
• 無線傳送測量值和狀態(tài)值
• 參數(shù)化和診斷現(xiàn)場設備
WirelessHART 適配器可以用于 HART 儀表的無線通訊功能,。這
允許用戶使用 HART 設備的同時,，還能享受到由無線通訊帶來
的便利。
應用
WirelessHART 可以應用在很多地方,，我們大體上把它們區(qū)分為
兩種應用類型,。
*種類型是源于 HART 基金會的估計，在正在使用的超過 3
千萬 HART 設備中大概有 85% 只用到了 4 ~ 20 mA 模擬信號,，
而沒有使用 HART 通訊功能,。通常，設備上的診斷信號只能在
現(xiàn)場讀取,，這一點對于帶診斷功能的設備特別不利,，這種情形
我們稱之為“診斷信號擱淺”。
在這些情況下，WirelessHART 適配器能提供幫助,。適配器連接
到 4 ~ 20 mA 回路,，它允許中央控制室通過無線的方式訪問設
備，傳統(tǒng)的 4 ~ 20 mA 信號傳輸系統(tǒng)也不會受到影響,。
SIMATIC PDM 和 SITRANS MDS 軟件可安裝在中央控制室的無線
維修站上,。
主要的優(yōu)勢：
• 提升工廠的可用性
• 提高工廠的透明度
• 由于采用預測而不是預防維護概念，將大大減少的維護費用
• 減少從中央控制室到現(xiàn)場儀表之間的往返時間
在第二類的應用中,，忽略原來的 4 ~ 20 mA 回路,，包括過程測量
值和診斷信息在內的所有數(shù)據(jù)都通過無線傳輸?shù)竭^程控制系統(tǒng)。
主要的優(yōu)勢為：
• 無需規(guī)劃和安裝數(shù)據(jù)電纜,，大量節(jié)省費用開支
• 由于新增的測量點和傳統(tǒng)方式難以實施的測量點的安裝提高
了工廠透明度
• 借助無線通訊,，可以有更多的靈活、臨時和低成本測量點,，
這樣可以對系統(tǒng)進行優(yōu)化
• 利用適配器擴展有線 HART 儀表的無線功能
• WirelessHART 網(wǎng)狀網(wǎng)絡允許更長距離的網(wǎng)絡通訊
設計
本部分詳細介紹前面所描述過的應用類型,。
下圖展示的是*類應用的典型情況。
適配器和 4 ~ 20 mA 回路相連,，它用于將測量值傳送至控制系
統(tǒng),，或將設定點傳送至執(zhí)行器。WirelessHART 適配器不影響現(xiàn)
有的控制系統(tǒng)工作,。
數(shù)據(jù)，特別是來自設備的診斷數(shù)據(jù)通過連接的適配器和無線網(wǎng)
絡被傳送至 IE/WSN-PA LINK,。此連接通過工業(yè)以太網(wǎng)把這些數(shù)
據(jù)提供給裝有 SIMATIC PDM 和 SITRANS MDS 軟件的診斷維護
站,。工業(yè)無線局域網(wǎng)可以節(jié)省以太網(wǎng)電纜所需的安裝開支。廣
泛應用的產(chǎn)品 Scalance W 組件可以滿足這個需求,。
和 SITRANS MDS 相關的功能在本書的后半部分中有更詳細的描述,。
??????????
??????????
?????? HART
???? HART
儀表通訊協(xié)議
4
WirelessHART
功能
下圖描述的是第二類應用的典型情況。
WirelessHART 集成在 SIMATIC 系統(tǒng)中,，與帶 HART 或 PROFIBUS
接口,、有線連接的設備并行存在。在這種情況下,，連接至控制
系統(tǒng)的有線 4 ~ 20 mA 模擬信號被取消：所有的數(shù)據(jù),，如過程
值，參數(shù),，診斷信息和其它功能參數(shù),，都以無線的形式提供給
自動化系統(tǒng)。這主要應用于替換和擴展現(xiàn)有裝置,，當然也適用
于新的系統(tǒng),，并且對于臨時的和移動的測量點也十分有用。
這些現(xiàn)場儀表都是帶連接適配器的標準儀器,，或是集成了無線
通訊功能的儀表,。
原則上來說,，無線通訊方式不同，儀表供電方式也不同,。
當安裝一個現(xiàn)場設備的時候,，連接至控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)電纜的規(guī)
劃和安裝通常被認為是成本里面的一個很重大的部分，而當采
用無線通訊時,，這個部分的開支就會大大地減少,。
當 4 ~ 20 mA/HART 現(xiàn)場設備使用適配器時，會出現(xiàn)供電問題,，
這主要是與電池供電,、集成了無線功能的現(xiàn)場設備對比出現(xiàn)的
問題。
在這里,，區(qū)分兩線制和四線制設備顯得特別重要,。在某些特定
的情況下，SITRANS AW200 可以給 2 線制設備供電?，F(xiàn)場設
備的電源消耗量顯得尤為重要,，若它太高，就需一個額外的電
源,。若不止一個設備和 SITRANS AW200 適配器相連,，就必需一
個額外的電源。
而對于四線設備來說,，與 AW200 共同工作時,，需要一個額外的
電源。
WirelessHART 特性可以概括成以下幾點：
• 操作和安裝的簡單性
• 安全通訊
• 網(wǎng)絡可用性
操作和安裝的簡單性
• 使用當前的工具,，相同的工作流程,、設備和適配器的描述使用
經(jīng)驗證的 EDDL 技術，SIMATIC PDM 繼續(xù)被當成工具使用,。
• 多種電源選項
設備可以選擇使用 24 V DC,、外部或集成電池組或太陽能電
池。使用來自過程或環(huán)境的能源的選擇已在大學和工業(yè)中研
究有一段時間了,，期望結果和產(chǎn)品有望在不遠的將來可用,。
• 減少安裝開支
取決于用途，數(shù)據(jù)電纜或電源電纜的安裝開支是不需要的
• 和其他無線網(wǎng)絡共存
WirelessHART 工作在 2.4 GHz 的 ISM 頻段,，因為這在
范圍內都可用的,，而且，它也被工業(yè)無線局域網(wǎng)（WLAN）
所使用,。正因為如此,，當這個技術被定義的時候就要求
WirelessHART 和 WLAN 必須能夠共存。這種共存已經(jīng)通過不
斷改變通道和頻率而實現(xiàn)了。這就是所謂的“跳頻”,。
而且,，單個的通道可以通過所謂的“黑名單”而實現(xiàn)*的
屏蔽，例如它們被WLAN占用時,，被WLAN占用的頻段會被列
入“黑名單”,。
• 星形和節(jié)點網(wǎng)絡拓撲的支持
網(wǎng)絡可以是星形和網(wǎng)狀網(wǎng)絡這兩種網(wǎng)絡結構。星形網(wǎng)絡的優(yōu)
勢是網(wǎng)關處于中央位置,，這樣可以允許快速的更新周期,，然
而在沒有障礙物的影響下，網(wǎng)絡的有效距離限制在一個zui大
大概 200 m 范圍內,。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡的優(yōu)勢就是其更大的有效距離,。因為網(wǎng)絡中的每一
個參與者都是一個中繼器，能夠為遠距離節(jié)點的數(shù)據(jù)給網(wǎng)
關,。缺點是：增加了網(wǎng)關和設備間數(shù)據(jù)的傳輸時間,。
• 更快地調試
一旦設備被安裝，它就可以立刻進行調試,。
• 自組織和自修復網(wǎng)絡
它計算網(wǎng)絡參與者之間的*連接路徑,，同時也定義了一個
替代的路徑以防中斷的情況發(fā)生。從這方面來說,，網(wǎng)絡可以
被看成是自修復的,。
另外，網(wǎng)絡管理員也定義了所有通訊要使用的通道和頻道數(shù),。
通訊是自動進行的,，且是對用戶可用的。
設計（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
5
WirelessHART
• 安全 — 永遠在線
所有和安全有關的設計機制都是自動可用的,，不需任何工程
調試。
• 在網(wǎng)絡中進行更改不需進行配置,。網(wǎng)絡管理員自動添加和刪
除網(wǎng)絡節(jié)點,。
安全通訊
• 加密：所有信息在傳輸之前都用 128 位 AES 自動加密
• 每一個數(shù)據(jù)包都有一個*的密鑰
• 數(shù)據(jù)完整性：每一個數(shù)據(jù)包在傳送過程都會被檢查是否改變
和破壞
• 設備認證
每一個設備都必須知道作為密鑰的網(wǎng)絡身份鑒別碼，否則網(wǎng)
絡管理員就會把它排除在網(wǎng)絡之外
• 跳頻
• 認證失敗報告
任意節(jié)點的每一個不成功的加入到網(wǎng)絡的嘗試都會被記錄下
來,，并可以報告給用戶,。
WirelessHART 網(wǎng)絡由網(wǎng)絡管理員自動地組織，構建和管理,，
通常不需要工程組態(tài),。
網(wǎng)絡管理員功能內置于西門子 WirelessHART 網(wǎng)關 IE/WSN-PA
LINK 中。
所使用的通道在每一次廣播之后將會根據(jù)網(wǎng)絡管理員的要求進
行改變,。這提供了一個附加的安全級別來加強信號的安全,。
網(wǎng)絡可用性
• 通訊基于 IEEE 802.15.4-2006 規(guī)范
無線通訊在驗證的工業(yè)標準的基礎之上進行。它可以有zui小
的電源消耗。
• 利用 ISM 波段（2.4 GHz）
這個波段可以在范圍內免費使用
• 跳頻克服信號干擾
干擾通常被局限在一個小頻數(shù)范圍內,。通過不斷地改變通
道,，可以克服干擾的影響并增加網(wǎng)絡的可靠性
• 通道黑名單*地屏蔽干擾通道
當在相同的位置有另外一個網(wǎng)絡存在時，那個網(wǎng)絡所占用的
通道可以在 WirelessHART 網(wǎng)絡被屏蔽
• 自修復網(wǎng)絡
這方面的內容已經(jīng)被闡述,。
• 冗余的通訊路徑
網(wǎng)絡管理員自動計算冗余的通訊路徑,，這顯著地提高了網(wǎng)絡
的可用性。
軟件一覽
應用 1 和 2 需要以下的軟件產(chǎn)品
組件產(chǎn)品訂貨號
應用 1 維護診斷
工作站
SITRANS MDS 1）
SITRANS PDM 和選項
SITRANS PDM
基本（4 標簽）
6ES7 658-3AX06-0YA5
擴展基本至 128 標簽6ES7 658-3XA06-2YB5
擴展基本至 512 標簽6ES7 658-3XB06-2YB5
擴展基本至 1024 標簽6ES7 658-3XC06-2YB5
擴展基本至 2048 標簽6ES7 658-3XD06-2YB5
SIMATIC PDM
維護版（128 標簽）
6ES7 658-3JX06-0YA5
SIMATIC PDM
選項 HART Mux
6ES7 658-3EX06-0YB5
HART OPC Server V3.0 包括在 SIMATIC PDM中1）
WirelessHART
網(wǎng)關
IE/WSN-PA LINK
帶集成天線
6GK1411-6CA40-0AA0
WirelessHART
適配器
SITRANS AW200 2） 7MP3112-1AA00-0AA0
應用 2 過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS 7
SIMATIC S7/SIMATIC PCS
7 功能塊使用 IE/WSNPA
LINKWirelessHART 設
備通訊
9AE4110-3AA00
WirelessHART
網(wǎng)關
IE/WSN-PA LINK
帶集成天線 2）
6GK1411-6CA40-0AA0
現(xiàn)場設備SITRANS AW200 2） 7MP3112-1AA00-0AA0
SITRANS P280 2） 7MP1120-...
SITRANS TF280 2） 7MP1110-...
1） 也可以西門子相關員工
2） 其它版本和附件可以在本目錄的產(chǎn)品描述中找到
更多的信息
更多的關于所需的 WirelessHART 軟件和硬件組件可以在 FI 01
目錄中找到,，或在 www.siemens.com/wirelesshart.
功能（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
6
概述
PROFIBUS
現(xiàn)今,，基于開放現(xiàn)場總線分布式自動化解決方案代表了大型制
造工業(yè)與過程工業(yè)的技術水平。只有同現(xiàn)場總線一起,，數(shù)
字通訊的好處才可以充分投入使用,，例如，測量值更好的分辨
率,，診斷選項,，遠程參數(shù)化。
PROFIBUS 是當今zui成功的開放式現(xiàn)場總線,，有著大范圍的安裝
應用?，F(xiàn)已成為 IEC 61158/EN 50170 標準，給您的投資提
供了前景保護,。
優(yōu)勢
• 從傳感器到控制級采用統(tǒng)一模塊化組件,，使新工廠概念成為
可能
• 現(xiàn)場設備具有可交換性，來自不同生產(chǎn)廠商符合標準的設備
可互換
• 變送器,，閥,，執(zhí)行器可以同時掛在一個總線上
• 在危險區(qū)域通過使用現(xiàn)場總線實現(xiàn)本質安全應用
• 簡單 2 線制，包含供電和信號
• 通過節(jié)省電纜材料和安裝時間來減少開支
• 通過對現(xiàn)場設備（PROFIBUS PA 和帶 HART 同 SIMATIC PDM,，
也是跨廠商的）集中的,、簡單的工程調試減少配置開支。
• 快速和無錯誤的安裝
• 由于簡單的接線和簡單的工廠結構加上豐富的診斷選項而降
低維護費用
• 通過簡化回路檢查大大縮短現(xiàn)場調試開支
• 標準化/數(shù)字化了現(xiàn)場設備中的測量值,，因此不需再 SIMATIC
PCS 7 中進行量程變換
應用
PROFIBUS 適合于生產(chǎn)自動化和過程自動化,，滿足其快速通訊需
求。它是*以相同的通訊服務滿足這兩領域的需求的現(xiàn)場總
線系統(tǒng),。
PROFIBUS PA 是專為過程工業(yè)而設計的,。來自不同生產(chǎn)廠商的現(xiàn)
場設備之間的互換性和遠程參數(shù)設置都由標準通訊服務保證。
SIMATIC PDM（Process Device Manager）,，是一統(tǒng)一的和多廠
商的設備,，能夠對設備進行配置、參數(shù)化,、現(xiàn)場調試,、診斷,。
它可以用一個統(tǒng)一的圖形化用戶界面（GUI）來配置來自不同生
產(chǎn)廠商的多種過程設備。
PROFIBUS PA 可以在普通環(huán)境和危險區(qū)域中使用,。在危險區(qū)域
中使用時,，PROFIBUS PA 和所有相連的設備必須設計成防爆保
護 Ex[i] 的。
PROFIBUS DP 和 PROFIBUS PA 統(tǒng)一的協(xié)議使得這兩種網(wǎng)絡可以
互連,。
功能
PROFIBUS PA 是 Profibus DP 在傳感器與執(zhí)行器應用上的擴展,。
對于 PROFIBUS PA 來說，RS 485 傳輸技術被一個為本質安全應
用而優(yōu)化的不同技術所替代,。這兩種技術都被性標準化于
IEC 61158 之中,。
PROFIBUS PA 使用同 PROFIBUS DP 相同的通訊協(xié)議；通訊服務
和信息內容也是相同的,。
對于 PROFIBUS PA,，現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)和電源都可以直接通過一
個 2 線連接。
儀表通訊協(xié)議
7
PROFIBUS
詳細介紹
基本特征和標準化
分類和特征
在過程工業(yè)中,，現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行機構與控制系統(tǒng)輸入和輸出
模塊之間傳統(tǒng)的信號傳輸方法是通過銅纜并行地點對點連接來
實現(xiàn)的,。模擬信號傳輸通常為 4 到 20 mA，數(shù)字信號則使用直
流 24 V 或者交流 110/230 V,。
與此不同,，像 PROFIBUS 這樣的現(xiàn)場總線系統(tǒng)允許自動化系統(tǒng)
（控制器）和現(xiàn)場設備通過單一的串行總線電纜進行數(shù)字通
信。這種通信的特點是周期性傳輸過程數(shù)據(jù)和非周期性傳輸報
警,、參數(shù)和診斷數(shù)據(jù),。
這種通信降低了連線和輸入/輸出硬件的費用，為用戶節(jié)省了很
多成本,。此外,，數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘肯啾饶M傳輸大很多，
因而在工廠運營和維護中,，數(shù)字通信具有明顯的成本優(yōu)勢,，這
種優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：
• 雙向通信（設置給定和讀取實際的閥門位置）
• 用于資產(chǎn)管理的全面的診斷信息
• 高度（32 位分辨率）
PROFIBUS 具有簡單、耐用和可靠的特點,，并且可以在線擴展,。
它既可以用于非防爆區(qū)域，也可以用于危險區(qū)域,。
除了上述特點之外，PROFIBUS 以下功能也與過程自動化有密切關系：
• 集成已經(jīng)安裝的 HART 設備
• 冗余機制
• 面向安全通信 PROFIsafe
• 時鐘同步
• 時間標簽
作為一種通用,、開放的現(xiàn)場總線,，PROFIBUS 可以處理：
• 與智能、分布式 I/O 設備的快速通信（PROFIBUS DP）
• 傳感器和執(zhí)行機構的通信與同時供電（PROFIBUS PA）
模塊式概念,、互補的傳輸技術,、統(tǒng)一的通信協(xié)議和多種相關的應
用行規(guī)（例如 PA Devices,、PROFIsafe、PROFIdrive,、用于 PA 的
Remote-I/O,、Ident 系統(tǒng)或者定量/稱重），使得 PROFIBUS 成為唯
一一種可同時用于生產(chǎn)和過程工業(yè)的現(xiàn)場總線,。
標準化
PROFIBUS 的標準化始于 1991 年的德國國家標準 DIN 19245 和
1996 年的歐洲標準 EN 50170,。自 1999 年以來，PROFIBUS 已經(jīng)
被標準 IEC 61158 和 IEC 61784 所采納,。
??????????
PROFIBUS PA
（????????）
PROFIBUS PA
PROFIBUS
??????
I/O????
DP/PA??????
????I/O
????????
???? ???????? ???????? ????????I/O
??????
????????????
?????? ?????????? PROFIBUS
PROFIBUS 設計與傳統(tǒng)信號傳輸方式的比較
儀表通訊協(xié)議
8
PROFIBUS
PROFIBUS DP 和 PROFIBUS PA
PROFIBUS DP
• PROFIBUS DP 通信協(xié)議
• 數(shù)據(jù)傳輸速率很高（可達 12 Mbit/s）,，響應時間很短
• 適合用來直接控制：
－ 智能現(xiàn)場設備（例如驅動、電機啟動器,、分析設備,、過程
控制器或者面板）
－ 分布式 I/O 設備，例如 ET 200M,、ET200iSP,、ET 200S
• 可以冗余
• 雙線銅芯電纜網(wǎng)絡zui遠傳輸距離可達 10 公里（RS 485 可用
于防爆 2 區(qū)，RS 485-iS 可用于防爆 1 區(qū)）
• 利用光纖組成無干擾光網(wǎng)絡傳輸距離很遠（大于 15 公里）,，
并且可用于防爆 1 區(qū)
PROFIBUS DP
PROFIBUS DP 可以高速傳輸數(shù)據(jù)（可達 12 Mbit/s）,，響應時間
也很短（可達 1 ms），非常適合用來直接控制：
• 智能現(xiàn)場設備（例如：驅動,、電機啟動器,、分析設備、過程
控制器或者面板）
• 分布式 I/O 設備（遠程 I/O,，例如 ET 200M,、ET 200iSP 或 ET
200S）
PROFIBUS 傳輸技術
將標準的 PROFIBUS 通信機制與特殊的 HART 行規(guī)相結合，就可以
把已經(jīng)安裝的大量 HART 設備集成到已有的或者新建的 PROFIBUS
DP 通信網(wǎng)絡中,，這種特殊的 HART 行規(guī)規(guī)定了如何將HART的客
戶端/主站服務器模型映射到 PROFIBUS 上,。這樣做的優(yōu)點是用同
一根總線電纜就可以實現(xiàn)實際的 PROFIBUS 通信和分布式 I/O 站的
HART 通信。
傳輸技術
可以使用以下各種符合 IEC 61158 和 IEC 61784 標準的傳輸技術來
實現(xiàn) PROFIBUS DP 網(wǎng)絡：
• RS 485
基于屏蔽雙線電纜的電氣傳輸技術既簡單又經(jīng)濟,。電氣 PROFIBUS
網(wǎng)絡可以采用線性結構或者樹型結構,。
• RS 485-iS
zui高可用于防爆 1 區(qū)的本安電氣傳輸技術，通過屏蔽雙線電纜
來實現(xiàn),，傳輸速率為 1.5 Mbit/s,。
需要使用一個隔離變壓器對 RS 485和RS 485-iS 進行解耦（RS
485-iS 耦合器）。
• 光纖
使用玻璃或者塑料光纖的光纖傳輸技術可以在干擾很大的環(huán)境中
或者鏈接遠距離快速傳輸大量數(shù)據(jù),。
可以通過光纖鏈接模塊（OLM）來設計光纖網(wǎng)絡使之具有線
性,、環(huán)形或者星形結構。環(huán)形結構會在連線中斷的情況下自動提
供容錯功能,。兩個光纖鏈接模塊之間的zui遠距離可以達到 15 公
里,。因為光纖傳輸幾乎沒有損耗,，所以網(wǎng)絡的總體規(guī)模主要受限
于光的傳播時間。
確定性的總線通信
t
1 2 3 4 1 2
??????????????
????????????????
??????????????????
???? ?????? ????
PROFIBUS 的確定性總線通信
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
9
PROFIBUS
PROFIBUS 一個顯著的特點就是確定性的實時總線通信周期,，這
得益于它采用的主站/從站原理,，可以確保總線周期時間和總線
成員的預定響應時間,。
這個特點體現(xiàn)在以下幾個方面：
• 以循環(huán)方式傳輸過程數(shù)據(jù)
• 以非循環(huán)方式傳輸組態(tài),、報警和診斷數(shù)據(jù)
在組態(tài)過程中，系統(tǒng)會自動設置非周期通信的時間間隔,。如果
需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)所需的時間超過非周期通信時間間隔,，此非周
期性通信將在幾個宏周期內完成。
??????????????AS 414H / AS 417H
ET 200M
ET 200M
ET 200iSP
ET 200M
PROFIsafe
PROFIBUS PA
PROFIBUS
????DP/PA??????
Y-link
????????????PROFIBUS DP
????????????PROFIBUS DP??
??????/
????????
PROFIBUS DP 的冗余設計
冗余
PROFIBUS DP 也可以用于冗余結構中,。分布式 I/O 通過兩個接
口模塊連接到容錯自動化系統(tǒng)的兩個 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡,，而
PROFIBUS PA 上的智能現(xiàn)場設備通過冗余 DP/PA 鏈接器與兩
個接口模塊相連。在冗余 PROFIBUS DP 結構中,，也可以通過
Y-Link 運行非冗余 PROFIBUS DP 設備,。
PROFIBUS PA
借助雙線電纜和遵循 IEC 61158 標準的 MBP（Manchester
Coded；Bus Powered）本安傳輸技術,，PROFIBUS PA 在傳輸數(shù)字
數(shù)據(jù)的同時,，給總線供電。PROFIBUS PA 應用于過程工業(yè)中,，直接
與氣動執(zhí)行機構,、電磁閥、傳感器,、和分析設備相連,，并且現(xiàn)場
設備可以工作于防爆 0 區(qū)或 1 區(qū)中。
雖然 31.25 kbit/s 的傳輸速率似乎比較低,，但是典型的數(shù)據(jù)發(fā)送器
的通信時間只有大約 10 ms,。這意味著在對網(wǎng)段口設備數(shù)量的zui少
限制的情況下，可以實現(xiàn)過程工業(yè)中所有的實際典型應用,。
PROFIBUS PA 可以設計為帶長支線（可達 120 米）的線性或者
樹型結構,，也可以設計為環(huán)型結構。DP/PA 耦合器或者 DP/PA 鏈
接器為 PA 總線供電,，并把 PROFIBUS DP 的數(shù)據(jù)傳輸速率轉換為
PROFIBUS PA 的數(shù)據(jù)傳輸速率,。
PROFIBUS PA
• PROFIBUS DP 通信協(xié)議
• 借助雙線電纜和 MBP 傳輸技術在傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)的同時，給總線
供電
• 可以直接在防爆 0 區(qū)或防爆 1 區(qū)環(huán)境中安裝氣動執(zhí)行機構,、電
磁閥,、傳感器和分析設備
• 可以設計為線性或者樹型結構，網(wǎng)段電纜長度可達 1900 m
• 設備周期性通信時間很短（數(shù)據(jù)發(fā)送通常為 10 ms）
• 使用符合 FISCO 模型認證的部件可以達到以下效果：
－極大地簡化組態(tài)
－無需進行防爆區(qū)電路計算
－zui大化可用設備的數(shù)量
• 現(xiàn)場設備可以在不同供應商間互換
• 使用現(xiàn)場安全柵不但可以顯著增加防爆區(qū)網(wǎng)段連接的現(xiàn)場設備數(shù)
量,，而且還允許網(wǎng)段使用更長的電纜
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
10
PROFIBUS
2 1 0
2??
FM/UL I??2??
ATEX
ATEX
????????
????????
????????
????????
ET 200M
S7-400
ET 200S
ET 200iSP
DP/PA
??????
??????????????????
SITRANS F SITRANS P
????????
??????????
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
22??
II??2??
1??
I??1??
21??
II??1??
0??
I??0??
20??
FM/UL II??0??
????????????
1）
1）
1）
1）
3）
2）
1）
????
????
PROFIBUS DP 在危險氣體和粉塵環(huán)境中的應用概覽
1） 粉塵環(huán)境：必須總是把部件安裝在 IP6X 保護等級的箱體中,。
2） 帶有標準的直流 10 A 電源。
3） 同時遵循 FM/UL I 級 2 區(qū)的要求,。
用于危險區(qū)域的 PROFIBUS
為了在危險區(qū)域使用 PROFIBUS,，必須采取物理適配措施。另
外,， PROFIBUS 協(xié)議在所有環(huán)境中都是相同的,。在使用電氣
RS 485 系統(tǒng)或者光傳輸系統(tǒng)的情況下，可以通過標準技術把
PROFIBUS DP 連到防爆 2 區(qū),?？梢越柚綦x變壓器（RS 485-iS
耦合器）和 RS 485-iS 傳輸技術把 PROFIBUS DP 進一步連到防
爆 1 區(qū)。本安 PROFIBUS DP 用于 EEx（ib）類保護,。
危險區(qū)域的 PROFIBUS
借助于 DP/PA 鏈接器的本安設計,，可以把 PROFIBUS PA 網(wǎng)段和
PROFIBUS DP 網(wǎng)段分隔開。這就使得與 DP/PA 耦合器輸出的本安
PROFIBUS PA 網(wǎng)段相連的傳感器和執(zhí)行機構可以工作在防爆 0 區(qū)或
防爆 1 區(qū),。這與 EEx（ia）和 EEx（ib）類保護相一致,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
11
PROFIBUS
通過 GSD 和 EDD 進行設備管理
GSD
??????????I/O
????????????????????
EDD
??GSD
PROFIBUS
通過 GSD 和 EDD 進行工程
通過 GSD 和 EDD 進行的工程
在過去的幾年中，現(xiàn)場設備和分布式 I/O 的智能有了長足進步,。
這些設備目前已經(jīng)可以提供多種功能和信息,，而在過去，只有
控制器才具有這些功能和信息,。
所以,，用于工程設計、參數(shù)化,、調試,、診斷、資產(chǎn)管理,、維護
（例如 SIMATIC PDM）以及在控制器中用于集成的工具需
要對設備特定的數(shù)據(jù)和功能進行準確,、完整的描述，例如：
• 應用功能的類型
• 組態(tài)參數(shù)
• 尺寸單位
• 限值和缺省值
• 范圍
供應商通過如下形式給出這些描述：
• PROFIBUS 主站和 PROFIBUS 從站之間周期性數(shù)據(jù)交換的設備
主站文件（GSD 文件）,。
• 電子設備描述（EDD）,，其中既包括標準屬性，也包括供應
商特定的屬性,，這些屬性是非周期性參數(shù),、診斷和測量值的
監(jiān)控信息。
設備主站文件 GSD
GSD 是一種 ASCII 格式的文本文件,，它用強制和可選的關鍵字或參
數(shù)來描述 PROFIBUS 設備的常規(guī)通信功能和設備特定通信功能,。供
應商和行規(guī)標識號，增加了組態(tài)的可靠性,，也為更換設備提供了
方便,。
GSD 文件針對周期性通信中所有重要參數(shù)進行了描述,。
設備主站文件的實例
電子設備說明 EDD
在基于非周期通信的任務中，EDD 文件可以提供所需的設備信
息,，該文件由設備供應商使用功能強大的 EDDL（電子設備描述語
言）編寫,。EDD 可以用于簡單或者復雜設備。這些任務包括：
• 工程設計
• 調試
• 診斷
• 監(jiān)控測量值
• 資產(chǎn)管理
• 文檔
EDD 和強大的 SIMATIC PDM 過程設備管理器共同對圖形用戶界
面進行標準化處理,。該文件很容易編寫,，也不需要特殊的知識背
景。已有的 EDD,、行規(guī)描述和文本庫可以被合并,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
12
互操作性和互換性
互操作性
PROFIBUS 的互操作性允許用戶在一個控制器下面運行來自不同
供應商的現(xiàn)場設備?；ゲ僮餍允墙柚?GSD 和 EDD 設備描述來
實現(xiàn)的,。在使用工程系統(tǒng)對總線進行組態(tài)的過程中，GSD 文件
用來生成 PROFIBUS 主站的通信參數(shù),。這些參數(shù)定義了周期性
主站/從站通信的特征和功能范圍,。
使用設備供應商提供的 EDD 以及結合適當?shù)墓こ坦ぞ撸?br />SIMATIC PDM,，就有可能定義非周期性通信的特定設備參數(shù),，
例如參數(shù)化、診斷或者測量值的監(jiān)控信息,。
PROFIBUS
GSD
EDD
.......
; Unit-Definition-List:
GSD_Revision = 2
Vendor_Name = "SIEMENS"
Model_Name = "DP PA"
Revision = "V1.6"
Ident_Number = 0x8052
Protocol_Ident = 0
Station_Type = 0
Hardware_Release = "V2.2"
Software_Release = "V3.5"
9.6_supp = 1
19.2_supp = 1
45.45_supp = 1
93.75_supp = 1
187.5_supp = 1
.......
PROFIBUS DP PA
??????A ??????B ??????C
????EDD??????????
????GSD??????????
PROFIBUS????
SIMATIC PDM
????????
????????????
????????????
不同供應商的設備互操作性
互換性
PROFIBUS 主站能夠通過 GSD 標識號來識別連到 PROFIBUS 的設備
的供應商和 PA 行規(guī),。因為“PA 行規(guī)”與供應商無關，所以可以使
用隸屬于同一個行規(guī)族的其他供應商相應設備來替換某一個供應
商的 PROFIBUS 設備,。
這種通用的 PA 協(xié)議適用于以下設備：
• 計數(shù)設備
• 測量壓力,、流量、物位的設備
• 定位器
• 分析設備
• 數(shù)字輸入/輸出設備
• 多變量設備
GSD
PROFIBUS PA
PROFIBUS????
??????????
??????A
??????????
??????B
????????????GSD??
????PA????
????????????
????
不同供應商提供的設備的互換性
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
13
PROFIBUS
PROFIBUS DP 結構
2
2
9
13
20
20
19 18 17 16 15 14
12 11 10
8 7 6
3
3
4 5
?? 4 ?? 3 ?? 2 ?? 1
200 m at 1.5 Mbit/s
????????
1200 m （????93.75 kbit/s）
1000 m （187.5 kbit/s）
400 m （500 kbit/s）
200 m （1.5 Mbit/s）
100 m （12 Mbit/s）
??????????
????126??????
????9????????
????????????32??????
????
??????
????
DP????
????
DP????
...
2
6 7
3
5
2????????????（OLM）??????????
??????
??????80 m
PCF??400 m
??????2-3 km （15 km - ????）
????12 Mbit s
??????????
????OLM????????32??????????
????OLM????????????122??OLM
（??????PROFIBUS DP????????）
????
?????? I
?????? II
????15 km
????
帶有線性/樹型結構的 RS 485 電氣網(wǎng)絡光纖環(huán)和電氣網(wǎng)絡組合配置實例
RS 485 電氣網(wǎng)絡
雙線 RS 485 傳輸技術既簡單又經(jīng)濟,，非常適合于帶有線性/樹
型結構和高速傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡,。與光纖網(wǎng)絡相比，這種網(wǎng)絡的
整體規(guī)模較小,，但是如果通過擴展網(wǎng)段和采用中繼器（zui多可
使用 9 個中繼器）增強信號傳輸能力,，那么傳輸距離也可以達
到 1 km（12 Mbit/s）或者 10 km（187.5kbit/S）。
可以用特殊的診斷中繼器來代替標準中繼器,，它們不僅可以增
強信號傳輸能力,，而且還可以在線監(jiān)控相連的總線網(wǎng)段。
一個網(wǎng)段zui多可以有 32 個成員（主站/從站）,，整個網(wǎng)絡zui多
可以有 126 個成員,，每個網(wǎng)段的起點和終點必須連接有源的總
線終端電阻，終端電阻通常是預先集成在設備（比如中繼器）
中，或者是單獨的有源 RS 485 終端部件,。
在配置實例（見上圖）中給出了一個多網(wǎng)段 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡
的典型地址分配方案,。
雖然中繼器是 PROFIBUS 上的電氣設備，不過因為主站不對中
繼器直接尋址,，所以沒有為它們分配從站地址,。
光纖環(huán)
雖然光纖總線的成本比 RS 485 電氣網(wǎng)絡高很多，但是光纖不受電
磁干擾的影響,。并且當使用玻璃光纖時，在傳輸速率為 12 Mbit/s
的情況下,，傳輸距離可以超過 15 km,。
在實際應用中，除了純光纖網(wǎng)絡之外,，還可以采用電氣和光纖網(wǎng)
絡的組合配置形式,，它融合了這兩種傳輸技術的優(yōu)勢。
光纖網(wǎng)絡的環(huán)型結構具有容錯功能,，如果光纜在某處損壞或者中
斷,，不會導致通信中斷。通過光纖鏈接模塊（OLM）可以把電氣
總線網(wǎng)段接入光纖環(huán),。在一個光纖環(huán)中zui多可以集成 122 個光纖
鏈接模塊（OLM）,，兩個光纖鏈接模塊之間的zui遠距離為 15km。
在一個光纖鏈接模塊上zui多可以運行 32 個電氣總線設備,。
配置實例中給出了混合傳輸技術的典型地址分配方案,。雖然光纖
鏈接模塊在各自的網(wǎng)段中也屬于電氣成員，但是沒有為它們分配
PROFIBUS 從站地址,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
14
PROFIBUS
PROFIBUS PA 結構
2 2
4 5
3 4 5 6 7 8
3
2
1 3 4
????DP/PA????????????????????
DP/PA??????
• IM 153-2????????（????????）
• DP PA??????（????IM 153-2??????5??）
• DP???????? - PA????????
• ????????64??PA????（244????I O????）
????????????????????????
DP/PA??????
• ??????????
• ????????13.5 V 110 mA
• ??????????31 V 1000 mA
PROFIBUS????
S7-400
DP/PA??????
DP/PA??????
????12 Mbit/s 45.45 kbit/s PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
31.25 kbit/s
PROFIBUS PA
采用 DP/PA 鏈接器和 DP/PA 耦合器的配置實例
采用 DP/PA 耦合器或 DP/PA 鏈接器時的總線組態(tài)
SIMATIC 系列產(chǎn)品提供了以下兩種部件,，以便在 PROFIBUS DP
和 PROFIBUS PA 之間平穩(wěn)實現(xiàn)網(wǎng)絡轉換：
• DP/PA 耦合器：適用于數(shù)據(jù)量較少并且時間要求較低的情況。
• DP/PA 鏈接器：適用于成員數(shù)量較多并且周期時間要求較高的
情況,。
DP/PA 耦合器
有兩種型號的 DP/PA 耦合器：
• DP/PA 耦合器 Ex[i]（zui多 110 mA 輸出電流）
以線性和樹型拓撲來實現(xiàn) PROFIBUS PA 網(wǎng)絡,，可以工作于防
爆 1 區(qū)環(huán)境里。
不支持冗余結構,。
• DP/PA 耦合器 FDC 157-0（zui多 1000 mA 輸出電流）
以線性,、樹型和環(huán)型拓撲來實現(xiàn) PROFIBUS PA 網(wǎng)絡,，可以工
作于防爆 2 區(qū)環(huán)境里。支持“環(huán)型”和“耦合器冗余”兩種
冗余結構。
DP/PA 耦合器 FDC 157-0 可以被組態(tài)為 PROFIBUS 診斷從站,，它
通過 PROFIBUS 總線提供大量的診斷和狀態(tài)信息，用于快速的
故障查找和排除,。
DP/PA 耦合器和 24 V 直流負載供電電源同時被安裝在一個 S7-300
導軌上,，可以工作于防爆2區(qū)的環(huán)境里。當使用 DP/PA 耦合器時，
PROFIBUS DP 的數(shù)據(jù)傳輸速率被限制在 45.45kbit/s,。PROFIBUS PA
從站由 PROFIBUS DP 主站直接尋址,。
DP/PA 耦合器是一個電氣設備，但是對于 PROFIBUS DP 主站與 PA
現(xiàn)場設備之間的通信而言,，DP/PA 耦合器是透明的,，因而不需要給
它設置參數(shù)或者地址。
DP/PA 鏈接器
DP/PA 鏈接器具有模塊組合式結構,，DP/PA 耦合器也是它的一個
集成部件,。DP/PA 鏈接器由 PROFIBUS DP 接口模塊 IM 153-2 高
性能型（可選冗余）和zui多 5 個 DP/PA 耦合器（Ex[i] 或者 FDC
157-0）組成，這些模塊以 S7-300 的外殼設計形式組裝在一起,。
DP/PA 鏈接器和 24 V 直流負載供電電源同時被安裝在一個 S7-300
導軌上,，可以工作于防爆 2 區(qū)的環(huán)境里。通過在背板上使用有源
總線模塊,，可以對各個模塊進行熱插拔,，并且實現(xiàn) IM153-2 高性
能型 PROFIBUS DP 接口模塊和 FDC 157-0 DP/PA 耦合器冗余。
DP/PA 鏈接器將 PROFIBUS DP 和 PROFIBUS PA 連接起來,，而解耦它
們的傳輸速率,。這種方式下，PROFIBUS DP 可以實現(xiàn)zui高 12Mbit/
s 的傳輸速率,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
15
PROFIBUS
PROFIBUS PA 結構
DP/PA 鏈接器在 PROFIBUS DP 上是從站,，而在 PROFIBUS PA 上
是主站。從控制器角度看,，DP/PA 鏈接器是一個有標準組件的從
站,，它的組件是連接到 PROFIBUS PA 上的設備。這些設備通過
DP/PA 鏈接器間接尋址,，而 DP/PA 鏈接器只需要一個 DP 地址,。
當考慮到 PROFIBUS DP 的速度和一個 PROFIBUS 主站（控制
器）帶 PA 設備的數(shù)量，與僅僅使用 DP/PA 耦合器的解決方案相
比,，DP/PA 鏈接器的解決方案具有很大的優(yōu)勢,。PROFIBUS 主站
可以同時掃描與 DP/PA 鏈接器相連的所有設備。RPOFIBUS DP
的速度不受從屬的 PROFIBUS PA 的影響,，因此 DP 設備可以和
PA 設備一起運行在相同的網(wǎng)段上而不會降低性能,。
每個 PROFIBUS 主站可以有 123 個 DP/PA 鏈接器，每個 DP/PA
鏈接器可以接 64 個 PA 設備,，數(shù)據(jù)合并允許在一個 PROFIBUS
DP 主站上運行多達 7872 個 PA 設備,。
DP/PA 鏈接器支持 PROFIBUS PA 環(huán)和耦合器冗余的 PROFIBUS PA
網(wǎng)段。
拓撲
PROFIBUS PA 可以被設計為線性,、樹型和環(huán)型拓撲結構,。
????????
??????????????????1,900 m
??????????
????????????
???? ????????
1-12 120 m
13-14 90 m
15-18 60 m
19-24 30 m
??????
??????????????????1,000 m
??????????
1-24 30 m （FISCO）
DP/PA
??????
??????????
???????? ????????
????????
"??????????"
"????????"
PROFIBUS PA 拓撲結構：線性和樹型
帶現(xiàn)場安全柵的結構
PROFIBUS DP
DP/PA?????? 2/22??
??????????
????
??????????
4 x 40 mA EEx i
1/21??
????EEx e
帶現(xiàn)場安全柵的 PROFIBUS PA 結構
通過對本安和非本安 PROFIBUS PA 網(wǎng)段進行電氣隔離，不同生產(chǎn)
商制造的現(xiàn)場安全柵都允許在非本安的 DP/PA 耦合器上運行本安
設備。這種情況下,，現(xiàn)場總線網(wǎng)段提供的電流量是很大的,。
在上圖所示的例子中，現(xiàn)場安全柵可以安裝在防爆 1 區(qū),、2 區(qū),、
21 區(qū)或者 22 區(qū)中。每個現(xiàn)場安全柵有 4 條帶短路保護功能的本
安分支,，每個分支提供 40 mA 的電流,，并且它適合用來連接zui長
120 m 的總線支線。對輸出的短路電流限制可以有效防止另外的
輸出失效,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
16
PROFIBUS PA 結構高可用性和安全性
PROFIBUS
PROFIBUS PA 環(huán)型結構所需的部件
單耦合器的線性結構
每一個 PROFIBUS PA 網(wǎng)段可以被連接到 DP/PA 鏈接器中的 DP/
PA 耦合器 EX[i]上（PA 網(wǎng)段可至防爆 1 區(qū)）,，或者被連接到
DP/PA 鏈接器中的 FDC 157-0（PA 網(wǎng)段可至防爆 2 區(qū)）上，而
DP/PA 鏈接器可以運行在單個 PROFIBUS DP 上,，也可以運行在
冗余 PROFIBUS DP 上。
帶耦合器冗余的線性結構
活動現(xiàn)場分路器 AFS 鏈接一個 PROFIBUS PA 網(wǎng)段到一個 DP/PA
鏈接器中的兩個 DP/PA 耦合器 FDC 157-0 上,，DP/PA 鏈接器可
以運行在單個 PROFIBUS DP 上,，也運行在冗余 PROFIBUS DP
上。AFS 將 PROFIBUS PA 網(wǎng)段切換到活動的耦合器,。
環(huán)型拓撲
活動現(xiàn)場分配器 AFD 通過 4 條帶短路保護功能的分支,，將
PROFIBUS PA 現(xiàn)場設備集成到一個具有自動總線終端功能的
PROFIBUS PA 環(huán)網(wǎng)中。PROFIBUS PA 環(huán)網(wǎng)被連接到一個 DP/PA 鏈
接器中的兩個 DP/PA 耦合器 FDC 157-0 上,，DP/PA 鏈接器可以運
行在單個 PROFIBUS DP 上,，也可以運行在冗余 PROFIBUS DP上。
PROFIBUS PA
PROFIBUS PA
PROFIBUS PA
P R OFIBUS DP
????????
??????
????????????????
DP/PA??????
DP/PA??????
????????DP/PA??????
DP/PA??????
????????DP/PA??????
????????????????
AS 414FH/
AS 417FH
高可用性的 PROFIBUS PA 結構
每個 PROFIBUS PA 環(huán)網(wǎng)可以配置zui多 8 個 AFD 和zui多 31 個
PROFIBUS PA 現(xiàn)場設備,。環(huán)型拓撲和線型拓撲可以混合使用,。
AFD 支持熱插拔功能而且熱插拔不會影響 AFD 上連接的 PROFIBUS
PA 設備的功能。
環(huán)型結構的特殊優(yōu)勢：
• zui大限度的可用性
• 對于主機系統(tǒng)來說,，智能 DP/PA 耦合器的透明冗余管理
• 激活的總線終端電阻可以在 DP/PA 耦合器和 AFD 中實現(xiàn)自動總
線終端功能,，它允許：
－在短路或者斷路事件發(fā)生時，自動并且無沖擊地隔離故障子網(wǎng)段,。
－在運行時更改環(huán)配置和儀表連接
• 用很低的設備和布線費用就可以實現(xiàn)安全和容錯應用
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
17
PROFIBUS PA 結構計算實例
技術規(guī)格
DP/PA 耦合器
耦合器輸出電壓
• 用于危險區(qū)域的產(chǎn)品13.5 V
• 用于非危險區(qū)域的產(chǎn)品31 V
耦合器zui大輸出電流
• 用于危險區(qū)域的產(chǎn)品110 mA
• 用于非危險區(qū)域的產(chǎn)品1000 mA
PROFIBUS PA 設備
zui小供電電壓9 V
典型的電流消耗大約 12 mA
PROFIBUS PA 電纜
線阻抗大約 44 Ω/km
在一個 PROFIBUS PA 網(wǎng)段上可以運行的設備的數(shù)量取決于設備
的電流消耗和線阻抗,。
每個 PROFIBUS PA 網(wǎng)段的zui大設備數(shù)量和zui大的網(wǎng)絡規(guī)模依賴
于 DP/PA 耦合器的輸出電流或輸出電壓，使用歐姆定律很容易
確定它們的值,。
設備的數(shù)量
每個網(wǎng)段 PA 設備的zui大數(shù)量＝
耦合器輸出電流 [mA]
每個 PA 設備的典型電流消耗 [mA]
• 用于防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器（110 mA / 12 mA）：9 個設備
• 用于非防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器（1000 mA / 12 mA）：83 個設備,，PROFIBUS 標準限制為：31 個設備
在 PA 網(wǎng)段滿負載情況下的zui大電纜長度
每個網(wǎng)段的電纜長度 [km]＝
耦合器輸出電壓 [V] – PA 設備的zui低電源電壓 [V]
ΣPA設備的電流消耗 [A] · 線阻抗 [Ω/km]
實例： • 用于防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器 （13.5 V - 9 V） / （0.11 A · 44 Ω/km）：大約0.92 km
• 用于非防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器 （31 V - 9 V） / （500 mA · 44 Ω/km）： 大約1.00 km
（31 V - 9 V） / （1000 mA · 44 Ω/km）：大約0.50 km
????1,000 m
????1,900 m
PROFIBUS PA （??????）
PROFIBUS PA
????9??????
????31??????
負載越小，允許的電纜長度越大,。
根據(jù) PA 設備的數(shù)量和實際電流消耗,，PROFIBUS 標準允許的zui大
長度為：
• 用于防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器：1.0 KM
• 用于非防爆區(qū)的 DP/PA 耦合器：1.9 KM
總線網(wǎng)段zui大長度
PROFIBUS
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
18
組態(tài)
PROFIBUS
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
OS: ????????
ES: ????????
OS ES
組態(tài)與診斷工具
使用 HW-Config 和 SIMATIC PDM 進行組態(tài)
對于在 SIMATC PCS7 項目中用到的現(xiàn)場設備和分布式 I/O 部件，
可以使用 HW-Config 工具對它們與 PROFIBUS 主站（控制器）的
通信進行組態(tài)。如果在廠家提供的硬件產(chǎn)品目錄中沒有這些現(xiàn)
場設備和分布式 I/O 部件,，可以通過導入它們的 GSD 文件而把
它們添加到組態(tài)環(huán)境中,。GSD 文件由制造商負責提供，您可以
通過 PROFIBUS 組織的下載（www.profibus.com）,。
為了實現(xiàn)控制功能,，一個代表設備功能預定義的功能塊；在 CFC
編輯器中鏈接到其它功能塊,。這個功能塊通常包含一個面板用
來在操作員系統(tǒng)中操作現(xiàn)場設備,。
SIMATIC PDM 過程設備管理器提供增強的組態(tài)和在線診斷功能。西
門子生產(chǎn)的 1200 多種設備以及 100 多家制造商都支持 SIMTIC
PDM,，它是真正的多廠商組態(tài)工具,，可以用于組態(tài)很多種類的設
備。即使是那些目前尚不支持的設備,，也可以通過導入它們的設備
描述（EDD）簡便地集成到系統(tǒng)中,。
豐富的診斷工具
PROFIBUS 提供了很多診斷工具，它們可以分為以下兩類：
• PROFIBUS 網(wǎng)絡的通信和線路診斷,，尤其是檢測接線故障,。
• 智能現(xiàn)場設備的診斷信息，用于維護和故障排除,。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
19
PROFIBUS
診斷
通信和線路診斷
不同制造商提供很多種軟件工具用來實現(xiàn)通信和線路診斷,。這
些軟件工具通過個人電腦或者筆記本電腦與 PROFIBUS 網(wǎng)絡直
接相連（例如 Amprolyzer），并且為調試和維護工程師提供全
面的總線診斷和分析功能,，這些功能包括：
• 報文的紀錄和解釋
• 傳輸速率的自動探測
• 所有總線成員的活動列表
• 所有總線成員的當前狀態(tài)概覽
• 總線事件的統(tǒng)計評價
診斷中繼器用來連接基于 RS-485 技術的不同 PROFIBUS DP 網(wǎng)
段,，它將以下兩種功能融于一體：
• 電氣網(wǎng)絡的連接和擴展，包括信號放大與網(wǎng)段間的電氣隔離
• 相連網(wǎng)段電氣總線線路的在線故障監(jiān)控
故障發(fā)生后,，由診斷中繼器發(fā)送給 PROFIBUS 主站的診斷報文
包括：
• 故障原因
－斷路
－短路
－終端電阻丟失
－站點過多或者站點距離太遠,，等
• 故障位置的詳細信息
智能現(xiàn)場設備的診斷
PROFIBUS 的標準診斷機制允許用戶快速地識別與排除連接到總線
上的設備的故障。
來源于現(xiàn)場設備的診斷報文也可以被利用,，例如及早的發(fā)起預防
性維護,，這是因為在設備失效很早以前異常情況就會被發(fā)現(xiàn)。如
果現(xiàn)場設備發(fā)生了故障或者必須進行維護,，例如：電容物位傳
感器污染,，診斷信息就會被傳送，報文會被傳送給用于 SIMATIC
PSC7 資產(chǎn)管理的操作站和維護站,。
增強的診斷信息給出了 PROFIBUS 上設備的詳細信息,，它們可以通
過 SIMATIC PDM 由制造商的 EDD 提供。這些信息包括：
• 生產(chǎn)日期
• 運行時間計數(shù)器
• 制造商信息
為了防止設備間周期性數(shù)據(jù)交換的不必要負荷,，增強的診斷信息
按非周期性數(shù)據(jù)傳送,，并且如果數(shù)據(jù)量較大,，則自動分配到幾個
總線周期中傳送。
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
20
PROFIBUS
????????
DP/PA
??????
????
??????
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA 31.25 kbit/s
0.3 ms 0.5 ms 0.5 ms
0,5 ms
10 ms 10 ms 10 ms 15 ms
15 ms
1.8 ms
80 ms
????12 Mbit/s
??????????
20 ms
帶 PROFIBUS PA 的周期時間實例
PROFIBUS 周期時間和設備響應時間
快速的紀錄測量值對于靈敏的控制來說非常重要,。為了永遠保
證按時間順序處理測量值（輸入,、處理、輸出）,，PROFIBUS 通
信速率必須是控制器處理速率的兩倍,。PROFIBUS DP 具有較高
的數(shù)據(jù)傳輸速率而過程運行的相應速率較低，在計算總的通信
周期時可以忽略 PROFIBUS DP 的周期,，因為在既有 DP 網(wǎng)段又有
PA 網(wǎng)段的系統(tǒng)中,，總的通信周期主要依賴于 PROFIBUS PA 網(wǎng)段
的周期時間。
PROFIBUS PA 的周期時間取決于 DP/PA 鏈接器相連的設備總數(shù)以
及每個設備進行周期性數(shù)據(jù)通信所需的傳輸時間,，此外,，在每
個周期內都會為非周期性數(shù)據(jù)的通信保留一個時間窗。右側給
出了計算 PROFIBUS 周期時間的方程式和實例,。
在實例中（參見上圖）,，計算后得到 PROFIBUS PA 總的周期時間
是為 80 ms。因此,，控制器的zui小處理周期可以設置為 160 ms,，
或者根據(jù)過程要求設置更高的值。在實例中,，除了周期性通信之
外還保留了 20 ms 時間,，以便從主站傳輸非周期參數(shù)和診斷
數(shù)據(jù),。傳輸一個變量,，例如：壓力或者溫度，所需的時間是
10 ms,，額外多傳輸一個變量大約要多用 1 到 2 ms,。
PROFIBUS DP 周期時間（DPt）：
DPt = NbDP · [OvPB + BitDP · （NbI + NbO）] / BdsDP
例如：對于 30 個 DP 從站：
DPt = 14.2 ms
= 30 · [317位+11位/字節(jié) · （244 字節(jié) +244字節(jié)）] /12 Mbit/s
PROFIBUS PA 周期時間（PAt）：
PAt = NbPA · [OvPB + BitPA · NbByte] / BdsPA
例如：對于 1 個 PA 從站：
PAt = 11.4 ms
= 1 · [317 位 + 8 位/字節(jié) · 5 字節(jié)] /31.25 kbit/s
計算 PROFIBUS 周期時間
說明PROFIBUS DP PROFIBUS PA
從站數(shù)量NbDP NbPA
開銷 PROFIBUS 報文幀OvPB = 317 位OvPB = 317 位
數(shù)據(jù)格式BitDP = 11 位/字節(jié)BitPA = 8 位/字節(jié)
字節(jié)數(shù)典型值– NbByte = 5 字節(jié)
輸入NbI = zui多 244 字節(jié)
NbO = zui多 244 字節(jié)–
輸出NbA = zui大 244 字節(jié)–
傳輸速度BdsDP = 12 Mbit/s BdsPA = 31.25 kbit/s
PROFIBUS 周期時間及其計算
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
21
PROFIBUS
測量設備
測量設備PA DP PDM 安全說明應用領域
流速
■ ■ ■ SITRANS F C MASSFLO
MASS 6000
科里奧利流量計
測量過程不受過程條件變化和參數(shù)
（比如 溫度、密度,、壓力,、粘度、電
導率和流體 剖面）的影響
用來測量所有類型液體和氣體的
質量流量計
主要應用領域：
• 水和污水
• 化工廠和制藥廠
• 石油和天然氣工業(yè)
• 飲食工業(yè)
■ ■ ■ SITRANS F M
MAGFLO MAG 6000
電磁流量計幾乎可以用于所有導電液體,、懸浮物
質,、泥漿、淤泥主要應用領域:
• 水和污水
• 化工廠和制藥廠
• 飲食工業(yè)
• 鋼工業(yè)
■ ■ SITRANS FM
Transmag 2
帶脈沖交變電磁設計的通用流量計因為磁場強度很高,，所以特別適合于
固體含量較高的介質,，比如：
• 紙漿和纖維素漿（濃度>3%）
• 礦泥（濃縮度較高/帶有磁性粒子）
■ ■ SIFLOW FC070 科式流量 — 測量變換器，用于質量流
量,、提及流量,、密度,、溫度和分餾流
量的 多參數(shù)測量
• S7-300 組件用于在 ET 200M 中的操作
• 直接集成在 SIMATIC S7/PCS7 中
• Plug-and-play功能性以SENSORPROM
為基礎
通用于液體和氣體的流量測量，精度高
主要應用領域：
• 食品和飲料行業(yè)
• 化工和制藥
• 石油和天然氣工業(yè)
• 水和廢水
壓力
■ ■ ■ SITRANS P DS III 數(shù)字壓力變送器,，具有非常而全
面的 診斷和模擬功能
測量范圍從 1mbar（DS III）或
8mbar（P300）到 400bar
P300 系列可以滿足食品,、制藥和生物
技術等行業(yè)的特殊設計要求
測量
• 相對壓力、壓力和液位（P300）
• 差壓和流量（DS III）
用于腐蝕性和非腐蝕性氣體,、蒸汽和
液體中,，也可以承受的化學和機
械負載，或*的電磁干擾,。
也可用于危險區(qū) 1 或危險區(qū) 21,。
■ ■ SITRANS P300
溫度
■ ■ SITRANS TH400 PA 數(shù)字變送器，帶有多種診斷和模擬功能
記錄下列傳感器的信號：
• 電阻溫度計
• 電阻傳感器
• 熱電偶
• 電壓傳感器
用于所有相關領域的溫度傳感器
適合安裝在 B 類接頭上
也可用于危險區(qū) 1 或危險區(qū) 21
適合冗余測量
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
22
PROFIBUS
測量設備
測量設備PA DP PDM 安全說明應用領域
電容性液位
■ ■ Pointek CLS 200/300 帶有反相頻移技術的電容性液位開
關,，能 夠抵抗強化學物質的腐蝕,，用
于苛刻的環(huán) 境，比如壓力和溫度較高
的場合,。
測量以下物質的液位（點液位）
• 液體和接口
• 細小的散狀物料（粉末,、粒子）
• 漿料和泡沫
• 粘性物質（CLS 300）
• 簡單的泵控制（CLS 200）
■ ■ SITRANS LC 300 經(jīng)濟型電容性液位計，度很高用于液體和散粒物質,，也適用于濕
氣,、蒸汽、泡沫,、溫度,、壓力變化和
沉淀物，尤其適用于：
• 化工廠和制藥廠
• 飲食行業(yè)
用雷達測量液位,、料位
■ ■ SITRANS LR 200 2 線制脈沖雷達（環(huán)電流）,，用于低
本的物位測量
在苛刻的環(huán)境下以非接觸方式測量儲
罐液體或者簡單過程容器中的液位，
尤其適用于化工和制藥業(yè)
■ ■ SITRANS LR 250 雙導線脈沖雷達,，用于物位測量和容
積測量
• 測量范圍zui大至20m
• LUI（Local User Interface,，本地用
戶界面），包括：
－圖形顯示器
－手動編程設備
對高溫高壓下儲存容器中的液體和漿
料進行持續(xù)監(jiān)控
非常適用于小型容器和介質常數(shù)很低
的介質
■ ■ SITRANS LR 300 功能強大的脈沖雷達,，在苛刻的處理
條件 下以非接觸方式測量液體和漿料
的液位,。
• 量程可高達 20 m
用來測量儲罐液體、處理容器,、反應
器或者消化槽中的液體和漿料,，也可
用于苛刻的操作條件和的環(huán)境。
主要應用領域：石化廠和制藥廠
■ ■ SITRANS LR 400 性能強大的 FMCW 物位雷達,，用于較
大 的檢測范圍和的過程條件
• 用于在困難條件下測量液體
• 測量范圍zui大至 50 m
• 可選擇清洗系統(tǒng)
以非接觸方式測量液體和散狀物料的
物位,，尤其適用于測量粉塵工況或者
介電常數(shù)較低的液體。
主要應用領域：生產(chǎn)和加工帶有較多
粉塵的產(chǎn)品,，比如水泥,、煤,、面粉
■ ■ SITRANS LR 460 性能強大的 FMCW 物位雷達，用于較
大 的檢測范圍和的過程條件,，共
有兩種獨立規(guī)格：
• 用于液體的物位測量
• 尤其適用于散狀物料
• 測量范圍zui大至 100 m
• 可選擇清洗系統(tǒng)
用于液體的免接觸物位測量
主要應用領域：裝有液體的高儲存罐,，
裝有攪拌裝置的過程容器，會蒸發(fā)的液
體,，高溫,、介質常數(shù)很低的介質
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
23
PROFIBUS
測量設備
測量設備PA DP PDM 安全說明應用領域
超聲測量物位
■ ■ SITRANS Probe LU 小型二線超聲波液位計，用來測量儲
罐液體和簡單過程容器中液體的液位
和體積,，也可以測量明渠
• 可以連續(xù)測量,，量程可高達 12 m
以非接觸方測量液體的液位、體積和流
量,，尤其是水和污水工業(yè),，此外還可以
測量所有相關工業(yè)領域的液體存料
■ ■ MultiRanger 100/200 通用的單通道或者多通道超聲波變送
器，適用于較小或中等量程
• 與抗化學腐蝕的 Echomax 傳感器兼
容（溫度可高達 145ºC）
以非接觸方式測量液位,、體積和流
量,，幾乎可以在所有相關工業(yè)領域用
來改善液體、漿料和散狀物料的泵控
功能,。
■ ■ HydroRanger 200 超聲波變送器,，zui多可以用于六個
泵，可以在明渠中控制液位,、溫差和
測量流量,。
用來監(jiān)控連續(xù)流動的水體和污水，深
度可達 15 m
主要應用領域：
監(jiān)控泵軸,、堰和溝渠,，并進行過濾控制
■ SITRANS LU 01/02/10 超聲波變送器，用來測量液體和散狀
物料的物位,，量程可達 60 m
• 傳感器距離zui遠為 365 m
• 與 Echomax 傳感器兼容
以非接觸方式測量物位,、真空,、距
離,、體積或者平均值/差值，尤其適合
測量存儲液體,、散狀物料,，或者測量
它們在容器中形成的具有各種形態(tài)、
尺寸和構造的混合物,。
■ SITRANS LUC 500 用來監(jiān)控和控制水/污水的完整系統(tǒng),，可
以測量液位，量程可達 15 m,，也
可以 對明渠中的流量進行可靠的測量
監(jiān)控和控制自來水廠和污水收集系統(tǒng)
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
24
PROFIBUS
過程控制器和定位器,、過程監(jiān)控,、稱重和定量系統(tǒng)
測量設備PA DP PDM 安全說明應用領域
流速
■ ■ SIPART DR 19/21 小型控制器，用作標準的連續(xù)和步進
控制器
用來控制工業(yè)過程的各種預定義功
能,，使用這些功能不需要了解編程知
識,，也不需要輔助設備。
定位器
■ ■ SIPART PS2 電氣閥門定位器
• 集成了大量診斷功能,，可以提供閥
門和驅動的狀態(tài)信息
• 自動啟動和自我調整功能,，可以和
相應的輔件快速適配
控制直行程和角行程執(zhí)行機構的
閥門，也可用于危險 1 區(qū)或者危險
21 區(qū),。
過程監(jiān)控
■ ■ ■ SITRANS DA400 用來監(jiān)控隔膜活塞泵的聲音傳感器zui多可以持續(xù),、同時和獨立監(jiān)控泵的
四個輸送閥的泄漏情況，同時監(jiān)控另
外四個入口的標準信號
在運行中的每個階段都應觀察擺動式
容積泵的狀態(tài)
稱重系統(tǒng)
■ SIWAREX M/U/FTA/FTC SIWAREX 稱量系統(tǒng)包括
• 稱量處理器 SIWAREX M,、U,、FTA 或
FTC（可在 ET 200M 中操作）
• 單個或多個定量給料機
可以用于整個生產(chǎn)過程:
• 漏斗、平臺,、車輛和計量秤
• 臺秤
• 填充車間
• 傳送帶上
■ Milltronics BW 500 高性能測量轉換器,，用于皮帶秤和配
料用皮帶秤。
可用于zui多四個 DMS 定量給料機的所
有皮帶秤
處理重量和速度信號,，用于精密顯示
散狀物料的傳輸數(shù)量和總量
■ Milltronics SF 500 用于放電流量計的高性能測量轉換器適用于zui多裝有兩個 DMS 定量給料機
或 LVDT 傳感器的所有放電流量計
處理傳感器信號,，用于精密計算流量和
總量
詳細介紹（續(xù)）
儀表通訊協(xié)議
25
FOUNDATION Fieldbus
概述
現(xiàn)今，基于開放的現(xiàn)場總線分布式自動化解決方案代表了大型
制造工業(yè)與過程工業(yè)的技術水平,。只有與現(xiàn)場總線一起,，
數(shù)字通訊的優(yōu)勢才可以充分投入使用，例如,，測量值更好的分
辨率,，診斷選項，遠程參數(shù)配置,。
如同 PROFIBUS PA 一樣,，F(xiàn)F（FOUNDATION Fieldbus）總線產(chǎn)
品也有著廣泛的應用。標準化為 IEC 61158/EN 50170 標準
給您的投資提供了長遠保護,。
優(yōu)勢
• 從傳感器到控制級采用統(tǒng)一模塊化設計,，使新工廠概念成為
可能
• 現(xiàn)場設備具有可交換性，包含來自不同的生產(chǎn)廠商符合 FF 標
準的設備
• 變送器,，閥,，執(zhí)行器等等可以掛在同一總線上
• 在危險區(qū)域通過使用現(xiàn)場總線實現(xiàn)本質安全應用
• 簡單 2 線制，包含供電和信號
• 通過節(jié)省電纜材料和安裝時間來減少開支
• 對設備集中的,、簡單的工程服務降低費用
• 快速和無錯誤的安裝
• 由于簡單的接線和簡單的工廠結構加上豐富的診斷選項而降
低維護費用
• 通過簡化回路檢查大大縮短現(xiàn)場調試開支
• 標準化/數(shù)字化了現(xiàn)場設備中的測量值,，因此不需再 SIMATIC
PCS 7 中進行單位量程
應用
FF 總線傳輸技術是根據(jù)過程工業(yè)的需要而設計的。來自不同生
產(chǎn)廠商的現(xiàn)場設備之間互操作性和現(xiàn)場設備在操作期間的遠程
參數(shù)配置都是由標準通訊服務所保證的,。
FF 總線可以在標準環(huán)境和危險區(qū)域中使用,。在危險區(qū)域中使用
時,，F(xiàn)F 總線和所有相連的設備必須設計成防爆保護 Ex[i] 的。
功能
FF 總線使得執(zhí)行器和傳感器的直接連接成為可能,。
FF 總線是一個為基于本質安全應用而優(yōu)化傳輸技術,。這種技術
被性標準化于 IEC 61158 之中。
對于 FF 總線來說,，設備的數(shù)據(jù)和電源可以通過 2 根電纜直接相連,。
FF 總線也使得設備到設備通訊成為可能（在現(xiàn)場實現(xiàn)控制）。
集成
在本目錄中列出了西門子 FF 通訊產(chǎn)品：
壓力測量儀器
SITRANS P300 FF
SITRANS P DS III FF
溫度測量儀器
SITRANS TH400 FF
流量計
SITRANS F C MASS 6000
電氣定位器
SIPART PS2 FF
儀表通訊協(xié)議
26
概述
SITRANS P280 系列（7MP 1120）
功能
SITRANS P280 可用來機動靈活的進行壓力監(jiān)測并且極大降低了
成本,。
• 符合無線 HART 標準（HART V 7.1）
• 高度安全的無線數(shù)據(jù)傳輸
• 帶 3 個就地按鍵的友好操作接口
• 帶背光的圖形顯示（104 x 80 像素）使顯示更加清晰明確
• 只需一個按鍵就可改變休眠功能的激活狀態(tài)
• 電池供電
• 電池壽命可達 5 年
• 可通過關閉 HART 調制解調器接口延長電池壽命
• 全新的設計優(yōu)化了耗電量,，延長了電池壽命
• 可通過 PDM 進行組態(tài)
• 符合 IP65 防護等級
• 適用于壓力及絕壓測量
SITRANS P280 是用來測量壓力和絕壓的采用無線 HART 通訊的
現(xiàn)場儀表。
壓力和絕壓的測量范圍是 0 到 2,，10,，50，200 和 400 bar,。
傳感器與變送器部分整合在一個殼體之內,。
除了無線通訊方式，也可以通過 HART 調制解調器進行通訊尤
其是進行初始設定,。
適用于非防爆場合的所有工業(yè)應用,。
優(yōu)點
SITRANS P280 是采用無線 HART 作為標準通訊方式的壓力變
送器。
• 靈活的壓力測量
• 在接線困難的安裝條件下節(jié)省成本,，在普通接線方式需要昂
貴成本時,，無線技術能大大節(jié)省成本
• 靈活機動的特性，特別適用于不固定監(jiān)測的需求
• 非常適合于安裝在運動設備上
• 節(jié)省了短時間測量的成本,，例如過程優(yōu)化
• 有線通訊的優(yōu)化方案并且為工業(yè)領域的系統(tǒng)方案提供了新的
可能性
設計
SITRANS P280 采用堅固的鑄鋁外殼非常適用于室外測量,，符合
IP65 的防護等級。
操作溫度范圍從 -40 到 +80 ºC,。采用內部電池供電,，電池為必
需的備件。
發(fā)射無線的旋轉功能可以方便方向調整,，這樣無線信號可以完
美的發(fā)射和接收,。
另外一個亮點是可以通過三個就地按鍵進行調整。
通過就地按鍵可以方便的打開或關閉 HART 調制解調器接口,。
在任何時候都可以激活儀表的休眠功能,，這樣有助于延長電池
的壽命,。
SITRANS P280 采用陶瓷膜片實現(xiàn)壓力和絕壓的測量,。
應用
SITRANS P280 可以連接到無線 HART 網(wǎng)絡，能通過網(wǎng)絡進行設
置和操作,，測量數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡發(fā)送給西門子公司的 IE/WSN-PA
LINK,。
IE/WSN-PA LINK 接收現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)并傳給系統(tǒng),，例如西門子
的過程控制系統(tǒng) SIMATIC PCS 7。更多關于無線網(wǎng)絡的介紹可參
考英文樣本第九章,。
更多關于 IE/WSN-PA LINK 的介紹可參考英文樣本第九章,。
WirelessHART 儀表及設備
27
整合
SITRANS P280 系列（7MP 1120）
技術數(shù)據(jù)
SITRANS P280 無線 HART 壓力變送器
操作模式
測量原理壓阻式
測量變量表壓和絕壓
表壓輸入
測量范圍極限壓力
0 ... 2 bar g 5 bar g
0 ... 10 bar g 50 bar g
0 ... 50 bar g 250 bar g
0 ... 200 bar g 650 bar g
0 ... 400 bar g 650 bar g
單位mbar, bar, mmH2O, inH2O, atm, Torr,
gcm², kgcm², mPa, kPa, Pa, psi, mmHG,
mmH2O, ftH2O, inHG, inH2O
絕壓輸入
測量范圍極限壓力
0 ... 2 bar a 5 bar a
0 ... 10 bar a 50 bar a
0 ... 50 bar a 250 bar a
0 ... 200 bar a 650 bar a
0 ... 400 bar a 650 bar a
單位mbar, bar, mmH2O, inH2O, atm, Torr,
gcm², kgcm², mPa, kPa, Pa, psi, mmHG,
mmH2O, ftH2O, inHG, inH2O
輸出
輸出信號2.4 GHz 無線信號帶 TSMP
（時間同步吻合原理）功能
測量精度符合 EN 60770-1
精度
（包括回差和重復性，
25 ºC 時）
≤ 0.325 % FS
長期穩(wěn)定性≤ 0.25 %FS/ 年
環(huán)境溫度影響≤ 0.025 %/K FS
額定操作條件
環(huán)境條件
環(huán)境溫度-40 ... +80 ºC
（顯示屏環(huán)境溫度范圍 -20 ºC ~ +70 ºC）
存儲溫度-40 ... +85 ºC
濕度< 95 %
氣候等級4K4H 符合 EN 60721-3-4
（固定安裝,，可暴露于大氣）
防護等級IP65/NEMA 4
連接到 SIMATIC PCS 7
現(xiàn)在現(xiàn)場儀表連接到過程控制系統(tǒng),，例如西門子 SIMATIC PCS 7
采用無線技術可以實現(xiàn)無需連線并且大大降低成本，尤其適用
于高接線成本的應用,。針對一些偶然需要的測量點現(xiàn)在可以方
便的增加并且無需布線了,。
一旦出現(xiàn)超過 IE/WSN-PA LINK 傳輸距離的更遠傳輸距離測量應
用時，也可以通過采用 SCALANCE W 系列產(chǎn)品來實現(xiàn),。
采用 SIMATIC PCS7 系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡示意圖
參數(shù)設置
對 SITRANS P280 進行參數(shù)設置可以采用下面的步驟：
• 在連接到無線 HART 網(wǎng)絡之前,，需要通過 SIMATIC PDM 軟件
或其它類似軟件經(jīng)由 HART 調制解調器對 SITRANS P280 進行
網(wǎng)絡 ID 和連接密碼的設置
• 一旦 SITRANS P280 連接到網(wǎng)絡，經(jīng)由無線 HART 網(wǎng)絡可以非
常方便的進行操作
WirelessHART 儀表及設備
28
技術數(shù)據(jù)（續(xù)）
SITRANS P280 系列（7MP 1120）
選型和訂貨數(shù)據(jù)
設計
外殼材料低銅鑄鋁合金 GD-AISi12
防雷符合 DIN EN 60068-2-29/03.95
防震符合 DIN EN 60068-2-6/12.07
20 ≤ f ≤ 2000 Hz
0.01 g²/Hz
重量
• 無電池1.5 kg
• 帶電池1.6 kg
尺寸（W x H x D） 見尺寸圖
過程連接• G½B 外螺紋符合 EN 837-1
• ½-14 NPT 內螺紋
傳感器損壞可識別
• 顯示和控制
顯示（帶照明）
• 顯示大小104 x 80 像素
• 顯示位數(shù)可調整
• 小數(shù)點后位數(shù)可調整
設置方法• 三個就地按鍵
• 通過 SIMATIC PDM 或 HART 手操器
電源
電池3.6 V DC
通訊
無線電符合無線 HART V7.1
波段傳輸頻率2.4 GHz（ISM 波段）
傳輸距離zui大 250 m（直線）室外
zui大 50 m（取決于障礙物）室內
通訊接口• 通過 HART modem 進行 HART 通訊
• 無線 HART
認證和批準
無線通訊認證R&TTE
FCC
按壓力設備導則的分類
PED 97/23/EC
用于流體組 1 的氣體和流體組 1 的液
體,；符合第三章第三節(jié)的要求（探測工
程規(guī)程）
選型和訂貨數(shù)據(jù)訂貨號
SITRANS P280 無線 HART
▲
7MP1120- ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 0
壓力變送器
（需要的電池不包含在內,，詳
見附件電池訂貨號）
測量元件填充液
干式測量單元0
量程
表壓
0 ... 2 bar g D
0 ... 10 bar g E
0 ... 50 bar g F
0 ... 200 bar g G
0 ... 400 bar g H
絕壓
0 ... 2 bar a M
0 ... 10 bar a N
0 ... 50 bar a P
0 ... 200 bar a Q
0 ... 400 bar a R
與介質接觸部分材質
陶瓷K
顯示
液晶數(shù)字顯示1
外殼
鑄鋁1
過程連接
G½ 外螺紋符合 EN 837-1 0
½-14 NPT 內螺紋1
防爆
無A
天線
可轉動，已連接A
其它設計訂貨代碼
請在訂貨號上加 "-Z" 并指明訂
貨代碼
測量點位號（TAG 號）
zui多 16 個字符,，以文字說明
Y15: ....................
Y15
測量點描述
zui多 27 個字符,，以文字說明
Y16: ....................
Y16
附件
SITRANS P280 鋰電池
▲
7MP1990-0AA00
碳鋼支架7MF4997-1AC
不銹鋼支架
▲
7MF4997-1AJ
鋁制表蓋，無玻璃窗7MF4997-1BB
鋁制表蓋,，有玻璃窗
▲
7MF4997-1BE
IE/WSN-PA LINK 帶一體化天線 1） 6GK1411-6CA40-0AA0
HART modem 帶 USB 接口
▲
7MF4997-1DB
SIMATIC PDM 詳見軟件部分
1）其它 IE/WSN-PA LINK 詳見英文樣本第九章
WirelessHART 儀表及設備
29
尺寸圖
SITRANS P280 系列（7MP 1120）
SITRANS P280 無線 HART 壓力變送器,，過程連接 ½ - 14 NPT，單位：mm
WirelessHART 儀表及設備
30
SITRANS P280 無線 HART 壓力變送器,，過程連接 G½",，單位：mm
尺寸圖（續(xù)）
SITRANS P280 系列（7MP 1120）
WirelessHART 儀表及設備
31
SITRANS TF280 無線 HART 溫度變送器
概述應用
SITRANS TF280 是一款靈活、省錢的溫度測量變送器,。
• 支持 WirelessHART 標準（HART V7.1）
• 無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母甙踩?br />• 帶本地顯示,，3 個操作按鈕
• 帶背光、高分辨率 LCD（104x80）
• 使用按鈕能夠關閉/開啟深度睡眠狀態(tài)
• 電池供電
• 電池壽命超過 5 年
• 通過新的設計優(yōu)化電源消耗,，提高電池生命周期
• 通過 PDM 進行配置
• 外殼防護等級 IP65
• 支持所有 Pt100 傳感器,，符合 IEC751/DIN EN60751
優(yōu)勢
SITRANS TF280 是采用 WirelessHART 接口的溫度變送器。
同時也可以通過有線方式與 HART Modem 連接：
• 靈活的溫度測量
• 極大的節(jié)省接線成本
• 能夠實現(xiàn)以前不能完成的測量,，尤其適用于現(xiàn)場監(jiān)測
• 易于安裝在旋轉設備上
• 可用于節(jié)省費用的臨時測量,，例如，過程優(yōu)化
• 過程自動化中有線解決方案的優(yōu)化,、附加解決方案
SITRANS TF280 是一帶溫度傳感器 PT100 的現(xiàn)場溫度測量儀表,。
傳感器能夠直接安裝在現(xiàn)場設備上，或使用電纜分離連接。無
線通訊方面,，TF280 支持 WirelessHART 標準,。在儀表初始化
時，能夠使用 HART modem,。
TF280 能夠用于非防爆區(qū)域的所有工業(yè)和應用,。
設計
SITRANS TF280 有一個堅固的鋁外殼，適于戶外使用,，防護等級
為 IP65,。
操作溫度為 -40 ~ 80 ºC（-40 ~ 176 ºF），內置電池供電,，電池可
作為附件訂貨,。TF280 必須為電池供電。
可旋轉天線,，便于無線信號地接收和發(fā)送,。
SITRANS TF280 一個特殊的亮點是有 3 個可以就地調整按鈕。
使用就地調整按鈕,，可以方便的打開/關閉設備上的 HART 調制解
調接口,；設備能夠方便的調整到激活狀態(tài)或非激活狀態(tài)，這有助
于延長電池生命周期,。
SITRANS TF280 有一個電纜格蘭或一個帶護套的保護管,。
功能
SITRANS TF280 能夠加入到 WirelessHART 網(wǎng)絡，能夠通過網(wǎng)絡
被操作和參數(shù)化,。測量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送給 IE/WSN-PA LINK,。
被 IE/WSN-PA LINK 收集的數(shù)據(jù)被傳送至系統(tǒng)，如：SIMATIC PCS7,。
WirelessHART 儀表及設備
32
集成
現(xiàn)場設備能夠通過無線技術無縫的連接入 PCS 或其它 DCS 系統(tǒng)
中,，特別在接線費用高的地方。對于新增測量點和不方便接線
的測量點,，無線方案是的方案,。
如果控制室與 IE/WSN-PA LINK 之間距離很遠，也可以采用
Siemens SCALANCE W 系列無線產(chǎn)品節(jié)省費用,。
將無線網(wǎng)絡集成入 SIMATIC PCS7
技術規(guī)范
配置
SITRANS TF280 可以按照如下步驟進行配置：
• *次對 TF280 對調試時,，一般使用 HART Modem 和
PDM，因為 Joinkey 與 Network ID 需要在設備中手動設置
后,，設備才能加入到網(wǎng)絡中,。
• 一旦設備加入到了 WirelessHART 網(wǎng)絡，設備能夠在網(wǎng)絡中或
使用 HART Modem 或手操器進行配置,。
SITRANS TF280 能夠用 2 種方式安裝：
• 使用 M20x1.5 的螺紋直接安裝在測量點
• 與 PT100 傳感器使用電纜分體連接
輸入
傳感器
• 傳感器類型PT100 IEC 751/DIN EN60751 標準
• 連接2,，3,，4 線制
• 測量范圍-200 ~ 850 ºC（-328 ~ 1560 ºF）
TF280 與 PT100 傳感器之間的距離≤ 3 米
測量精度
精度 < 0.5 % 測量范圍或 0.5 ºC
長期漂移 在*年 < 0.035 % 測量范圍
環(huán)境溫度影響 <0.1ºC/10K
相關條件
環(huán)境溫度 -40 ~ 80ºC（-40 ~ 176 ºF）
儲存溫度 -40 ~ 85ºC（-40 ~ 185 ºF）
相對濕度 < 95 %
氣候等級 4K4H 與 EN60721-3-4 一致
防護等級 IP65/NEMA4
一體式連接時變送器
zui大允許溫度 80ºC（176 ºF）
設計
外殼 鑄鋁
防雷 符合 DIN EN60068-2-29/03.95
防振 符合 DIN EN 60068-2-6/12.07
20 ≤ f ≤ 2000Hz
0.01g2/Hz
重量
不含電池1.5 kg
含電池1.6 kg
尺寸（HxD） 看尺寸圖
過程連接M20x1.5
分體式連接電纜尺寸≤ 3 米
電纜電阻 < 1Ω
傳感器破裂可見
顯示與控制
顯示（帶背光）
• 顯示屏尺寸104x80象素
• 數(shù)字位數(shù)可調
• 小數(shù)點后位數(shù)可調
設置選擇3 個就地按鈕
SIMATIC PDM 或 HART
手操器
SITRANS TF280 無線 HART 溫度變送器
WirelessHART 儀表及設備
33
SITRANS TF280 無線 HART 溫度變送器
技術規(guī)范（續(xù)） 選型和訂貨數(shù)據(jù)
外部電源
電池3.6 V DC
通訊
無線標準WirelessHART V7.1
傳輸頻帶2.4 GHz（ISM 頻帶）
傳輸范圍250 m，室外zui大距離
50 m,，市內zui大距離
通訊接口HART 通訊,，使用 HART Modem
WirelessHART
認證和許可
無線通訊許可R&TTE
FCC
按壓力設備導則的分類
PED 97/23/EC
此設備不必遵從壓力設備導則
顯示和控制
顯示器（帶照明）
• 顯示器尺寸104x80 像素
• 位數(shù)可調整
• 小數(shù)點后的位數(shù)可調整
設置選項• 現(xiàn)場用 3 個按鈕
• 用 SIMATIC PDM 或 HART 手操器
輔助電源
電池3.6 V DC
通訊
無線標準WirelessHART V 7.1
傳輸頻帶2.4 GHz（ISM-Band）
額定條件下的范圍室外可達 250 m（視線）
室內可達 50 m
（主要依據(jù)障礙情況而定）
通訊接口• HART 調制解調器
• WirelessHART
認證與批準
無線通訊認證R&TTE FCC
按壓力設備指令
（PED 97/23/EC）分級
設備在壓力設備指令下不會出現(xiàn)
故障
選型和訂貨數(shù)據(jù)訂貨號
SITRANS TF280 WirelessHAR
▲
7MP1110-0A ■ ■ ■ 0 ■ ■ 0
溫度變送器
（交貨時不包括電池,，見附件）
連接/電纜接口
電纜密封管 M20x1.5 C
Pt100 傳感器管,，G½" 外螺
紋，預裝并連接
D
顯示
數(shù)字顯示器,，可視1
外殼
鋁制壓鑄件1
防爆保護
不包括A
天線
可調,，附著在設備上A
進一步設計訂貨代碼
請在訂貨號后加“Z”并指明
訂貨代碼及說明文字
測量點序號（TAG Nr.）
在文字說明中zui多輸入 16 位
數(shù)字
Y15：...............
Y15
測量點信息
文字說明中zui多輸入 27 個字符
Y16：...............
Y16
附件訂貨代碼
SITRANS TF280/P280 使用的鋰
電池
▲
7MP 1990-0AA00
安裝支架，鋼
▲
7MF4997-1AC
安裝支架,，不銹鋼
▲
7MF4997-1AJ
蓋子,，鋁制壓鑄件，不帶窗口
▲
7MF4997-1BB
蓋子,，鋁制壓鑄件,，帶窗口
▲
7MF4997-1BE
螺紋適配器 M20x1.5（外螺紋）
轉 ½-14 NPT（內螺紋）1）
▲
7MP1990-0BA00
螺紋適配器 M20x1.5（外螺紋）
轉 G½B（內螺紋）
▲
7MP1990-0BB00
IE/WSN-PA LINK 見后部分詳細介紹
帶 RS232 接口的 HART 調制解
調器
7MF4997-1DA
帶 USB 接口的 HART 調制解調器7MF4997-1DB
SIMATIC PDM 見軟件部分
▲
有庫存
1） 即將上市
WirelessHART 儀表及設備
34
尺寸圖
SITRANS TF280 無線 HART 溫度變送器
SITRANS TF280 WirelessHART 溫度變送器，帶有 Pt100,，尺寸單位：mm
WirelessHART 儀表及設備
35
SITRANS TF280 無線 HART 溫度變送器
尺寸圖（續(xù)）
SITRANS TF280 WirelessHART 溫度變送器,，尺寸單位：mm
WirelessHART 儀表及設備
36
概述應用
SITRANS AW200 無線適配器
SITRANS AW200- 無線適配器
SITRANS AW200 無線適配器是一個電池供電的通訊設備，它將
HART 和 4 ~ 20 mA 現(xiàn)場設備集成到一個 WirelessHART 的網(wǎng)絡
中,。在無線通訊方面,，SITRANS AW200 支持 WirelessHART 標
準。HART 和 4 ~ 20 mA 設備屬于現(xiàn)場端,，AW200 屬于信號傳
輸設備,。
SITRANS AW200 無線適配器：
• 支持 WirelessHART 標準（HART v7.1）
• 高安全級別的無線數(shù)據(jù)傳輸
• 集成 1 個 4 ~ 20 mA 現(xiàn)場設備或多至 4 個 HART 現(xiàn)場設備
（多點模式）到一個 WirelessHART 網(wǎng)絡中
• 對連接現(xiàn)場設備的智能電源管理
• 可通過 SIMATIC PDM 參數(shù)化
優(yōu)勢
• 高品質和使用壽命
• 對于安裝不便或臨時測量點，節(jié)省路由開支
• 如若控制系統(tǒng)不符合所需的通訊機制,，可以將帶 HART 接口
的現(xiàn)場設備集成到維護和診斷系統(tǒng),。這個應用在前面有前面
WirelessHART 內容中有詳細描述。
• 有線 HART 設備可以無限制地連續(xù)用于無線通訊
• 可以連接帶 4 ~ 20 mA 接口的現(xiàn)場設備（不帶 HART）
• 內置電池的智能能量消耗管理,，以達到電池的使用壽命
• 除有線通信之外的*方案,，擴展了過程自動化中的系統(tǒng)解
決方案的選項
• 適配器和相連的現(xiàn)場設備支持觸發(fā)模式和事件通知模式
無線適配器可用在許多不同的應用中，如：
• 訪問已經(jīng)安裝的設備
通過 WirelessHART 適配器連接端口,，設備中的診斷信息被送至
臨近系統(tǒng)的資產(chǎn)管理軟件中,，例如，SITRANS MDS
• 工廠狀態(tài)監(jiān)控
無線設備安裝在工廠關鍵測量點,，這些點一般都是不便于接線
或接線花費太高的地方,。它提供的更好的數(shù)據(jù)流動和診斷增加
了系統(tǒng)的可靠性，透明度和安全性
• 過程優(yōu)化
由 4 ~ 20 mA 或 HART 設備與 AW200 共同工作的情況下,，允許
在更低的開支和簡單工作的情況下實現(xiàn)靈活的監(jiān)控和裝置優(yōu)化
• 過程監(jiān)控
AW200 能夠將罐體的物位值以某一固定周期傳送至控制系統(tǒng),，
同時還上傳設備和電池狀態(tài)
設計
SITRANS AW200 無線適配器組成有：
• 帶天線的外殼
• 電子器件
• 一個高性能的鋰電池
SITRANS AW200 無線適配器的部件
在松開 4 個螺絲之后，可以打開外殼，可以看到電子器件和電
池,。電池可以不用工具就可以拿開,，因為它是嵌在外殼上的。
外殼的后面是一個帶固定螺母的連接部分,，在這個上面不同的
可替換部件可以用螺絲直接安裝到一個現(xiàn)場設備上去,。
外殼的下方有一個可選的電纜格蘭，可以通過 2 根電纜,。
1 指示燈
2 按鈕
3 電源接頭
4 電池盒
5 接線端子1-6
6 HART調制解調器接線端子
WirelessHART 儀表及設備
37
SITRANS AW200 無線適配器
功能
SITRANS AW200 無線適配器功能圖表
帶 HART 通訊的現(xiàn)場設備的測量值和診斷信息通過有線連接傳
送 WirelessHART 適配器,。WirelessHART 適配器以無線的形式將
這些信息傳輸?shù)轿鏖T子 WirelessHART 網(wǎng)關 IE/WSN-PA LINK，通
過網(wǎng)關將數(shù)據(jù)傳給 PLC,。
當現(xiàn)場設備以 4 ~ 20 mA 輸出信號的形式和適配器連接時,，傳
送的只有測量值。
每一個 WirelessHART 適配器都可以識別它的鄰居,。能夠識別無
線信號強度,，讓自己與網(wǎng)絡同步，接受網(wǎng)絡信息和在無線網(wǎng)絡
中建立與鄰居之間的連接,。一個 WirelessHART 網(wǎng)絡具有自組織
能力,，不需要手動設置。
2 線或 4 線制現(xiàn)場設備都可以連接到 WirelessHART 適配器上,。
如只連接了一個 2 線制現(xiàn)場設備,，則其電源可由適配器來供
應。若有多個 2 線制現(xiàn)場設備連接到適配器,，則設備必須由外
部電源供電,。
WirelessHART 適配器也可與現(xiàn)有 HART 設備并行工作。
接口連接功能
1 現(xiàn)場設備的電源
2 HART/4-20 mA
3 外部電源/尺寸
4 高阻抗 HART 連接
5,7 高阻抗 HART 連接
6,8 Mass,，高阻抗連接
AW200 接線端子圖
參數(shù)配置
SITRANS AW200 是通過 HART 來配置的,，這可以使用 HART 手操
器或 HART modem加 SIMATIC PDM 參數(shù)化軟件就可以實現(xiàn)。
適配器的初始啟動通常是通過 SIMATIC PDM 和 HART modem
或手操器來執(zhí)行的,。在初始啟動時,，網(wǎng)絡 ID 和加入密鑰就在
適配器中設置好了。使用這些參數(shù)就可將適配器加入到現(xiàn)有的
WirelessHART 網(wǎng)絡中,。
只要一加入到網(wǎng)絡中,，適配器和相連的 HART 設備就可以通過
WirelessHART 網(wǎng)絡或 HART modem 來方便地進行操控。
和適配器匹配的西門子 HART 現(xiàn)場設備
HART 和 4-20 mA 的現(xiàn)場設備可以連接到 SITRANS AW200 適配器
上,。這些設備從 WirelessHART 適配器或外部電源獲取電源要取決于
這些設備的耗電量,。下表列出了西門子 HART 現(xiàn)場設備的不同選項。
現(xiàn)場設備WirelessHART
適配器供電
外部電源供電
SITRANS P DSIII X
SITRANS P300 X
SITRANS TF X
SITRANS TH300 X
SITRANS F M MAG 5000/6000 X
SITRANS F M
MAG 5100 W X
SITRANS F M
TRANSMAG 2 X
SITRANS F C
MASS 6000 X
SITRANS F M
MAG 1100 X
SITRANS F M
MAG 3100 HT X
SITRANS FUS060 X
SITRANS LR 250 X
SITRANS LR 460 X
SITRANS Probe LU X
SITRANS Probe LR X
SITRANS LR200 X
SITRANS LR300 X
SITRANS LR400 X
SITRANS FX300 X
LG200 X
SIPART PS2 X
WirelessHART 儀表及設備
38
技術規(guī)格
SITRANS AW200 無線適配器
SITRANS AW200 WirelessHART 適配器
輸入
輸入點到點連接至 HART 或 4 ~ 20 mA 現(xiàn)場
設備,，或是使用多點方式,，采用外部供
電,，接入 4 個 HART 設備
通訊多點方式下，使用 HART 通訊,，點到點
連接可用 4 ~ 20 mA 回路供電
協(xié)議HART V7（兼容以往的 HART 版本）
傳送率使用多點模式,，1200 bits/s
輸出
通訊WirelessHART V7
傳送率通常為 250 kbits/s
傳輸頻寬2.4 GHz（ISM 波段）
范圍外部區(qū)域高至 250 m，建筑內部高至 50
m
RF 信號強度0 和 10 dBm,，可配置
輸出信號
• WirelessHART 適配器被測電壓和 3個其他的變量：適配器溫
度,，電池電壓，能耗,，電池預期壽命
• 4 ~ 20 mA 現(xiàn)場設備線性化或標定的過程值
• HART 現(xiàn)場設備4 個過程變量,，可通過 PDM 或網(wǎng)關配置
測量精度（參考條件 IEC 61298-2）
zui大測量誤差量程的 0.125 %
環(huán)境溫度的影響
（4 ~ 20 mA 回路）
5μA/0 ºK
相關條件
安裝位置外部/內部
環(huán)境條件
• 環(huán)境溫度-40 ... +80 ºC（-40 ... +176 ºF）,，當環(huán)
境溫度低于 -30 ºC 時,，電池容量將會快
速減少
• 存儲溫度-40 ... +85 ºC（-40 ... +185 ºF）不帶電池
• 相對濕度25 ºC 時zui大 90 %（非結露狀態(tài)）
• 振動阻抗按照 IEC 68-2-64,20 ≤ f ≤ 2000 Hz: 0,01
g²/Hz
• 耐震強度按照 IEC 68-2-27：15 g, 11 ms
電磁兼容按照 EN 61326, EN 301 489-1/17 和
NAMUR NE 21
SITRANS AW200 WirelessHART 適配器
設計
重量無電池 0.5 kg，帶電池 0.75 kg
封裝
• 材料聚酯纖維（PBT FR）
• 電纜入口2 x M20 x1.5
保護度IP65,，IP66,；NEMA 4
天線豎直方向的全向天線
適配器安裝M20x1.5 于 M20x1.5，M20x1.5 于 G½,
M20x1.5 于 ½ - 14 NPT,，M20x1.5 于 ¾ -
14 NPT
電源
電池高性能鋰電池單元
電壓5 V DC ... 7.2 V DC
容量19 AH,，20 ºC 時
使用壽命高至 5 年，取決于更新速率,、連接的現(xiàn)場設
備和環(huán)境條件
一個現(xiàn)場設備的電壓供應
• 無負載電壓8 ... 23 V DC
• 電流4 ... 20 mA DC
• 故障電流I ≤ 3.6 mA 或 I ≥ 21 mA
• 保護在電流大于 25 mA 時防短路
外部電源供電
• 電壓< 30 V
• 電流< 25 mA
證書和認可
無線通訊認可ETSI（R&TTE）
FCC Part 15.247 for Wireless
2.4 GHz 傳輸頻寬的無線應用的
EN 300 328
WirelessHART 儀表及設備
39
SITRANS AW200 無線適配器
選型與訂貨數(shù)據(jù)
選型與訂貨數(shù)據(jù)訂貨號
SITRANS AW200,； 7MP3112 ■ ■ ■ ■ 0- 0AA0
WirelessHART 通訊適配器
WirelessHART 適配器 AW200 帶
4 ~ 20 mA 或 HART 接口
1
無電池
電源
電池驅動A
證書和認證 1）
無A
封裝
聚酯纖維0
附件
SITRANS AW200 的鋰電池7MP3990-0AA00
直接安裝到現(xiàn)場設備的適配器
• M20 螺紋適配器7MP3990-0BA00
• G1/2螺紋適配器7MP3990-0BB00
• 1/2-14 NPT螺紋適配器7MP3990-0BC00
• 3/4-14 NPT螺紋適配器7MP3990-0BD00
固定到管道和墻的支架，材料：不銹
鋼 SS304,，包括電纜格蘭
7MP3990-0CA00
1）額外的認可正在進行中
WirelessHART 儀表及設備
40
尺寸圖
SITRANS AW200 無線適配器
SITRANS AW200 WirelessHART 適配器,，單位：mm
帶管道或墻體安裝支架的 SITRANS AW200 WirelessHART 適配器的安裝
31
12,5
138,3
182,5
100,6
28
110,4
26
91
192
88.5
88.5
WirelessHART 儀表及設備
41
SITRANS AW200 無線適配器
圖表
WirelessHART
適配器，接線端
子 1-6
現(xiàn)場設備
WirelessHART
適配器,，接線端
子 1-6
現(xiàn)場設備
電源（DC）,，
無通訊阻抗
2 線現(xiàn)場設備連接，電源由適配器供應 2 線現(xiàn)場設備連接,，帶外部電源
4 線現(xiàn)場設備的連接適配器與 4 ~ 20 mA 并行工作
WirelessHART
適配器,，接線端
子 1-6
帶通訊阻
抗的控制
現(xiàn)場設備
1 2 3 4 5 6
WirelessHART
適配器，接線端
子 1-6
帶電源的現(xiàn)場
設備
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
1 2 3 4 5 6
WirelessHART 儀表及設備
42
概述
IE/WSN-PA LINK
• IE/WSN-PA LINK 是連接 WirelessHART 現(xiàn)場設備（HART
V7.1）到工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)關,。
• 連接多至 100 個 WirelessHART 設備
• 認證的在 2 類危險區(qū)域的操作
• 開放的 TCP/IP 通訊和通過以太網(wǎng)接口的 Modbus TCP
• 可以同 HART 通訊基礎的 HART-OPC 服務器一起使用
注：有關 WirelessHART 和 WirelessHART 適配和 WirelessHART
現(xiàn)場設備的通用說明可以在目錄 FI 01 或網(wǎng) www.siemens.com/
wirelesshart 中找到
優(yōu)勢
• 通過無線擴展現(xiàn)有過程工業(yè)的解決方案
• 使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡技術,，保證數(shù)據(jù)的可靠傳送
有替代路徑的自組織網(wǎng)絡使電磁波的障礙物可以被旁路
• 在安裝困難的情況下，可以節(jié)省安裝費用
如：現(xiàn)場設備位于不容易靠近的地方或這個測試點只是臨時
測試點
• 為了提高監(jiān)測性能和維護水平,，傳感器可以更新
• 有線 HART 變送器能夠通過連接 WirelessHART AW200 擴展無
線功能
• 不需要附加軟件,，能夠通過內置于網(wǎng)關中的 Web 服務器監(jiān)測
數(shù)據(jù)
維護和過程監(jiān)測功能
通過 WirelessHART 監(jiān)測過程狀態(tài)
診斷和維護的改造
在此類的應用中，無線適配器連接到 4 ~ 20 mA 接口中或直接用連
接到 HART 設備中,。非周期的 HART 信息幀通過無線從無線適配器傳
輸?shù)?IE/WSN-PA LINK,。在不影響裝置操作的情況下,，無線適配器調
制非周期 HART 信息到 4 ~ 20 mA 接口或從 4 ~ 20 mA 接口中提取
HART 信號。
IE/WSN-PA LINK 收集所有無線適配器的數(shù)據(jù),，然后通過工業(yè)以太
網(wǎng)把它們傳輸?shù)皆\斷和維護站,。
如果在 IE/WSN-PA LINK 想要使用無線的方式，則可以通過工業(yè)無線
局域網(wǎng)的 SCALANCE W 家族的接入點和客戶端模塊來實現(xiàn),。
應用
IE/WSN-PA LINK 將無線現(xiàn)場設備連接至工業(yè)局域網(wǎng),。在現(xiàn)場儀
表這一端，IE/WSN - PA LINK 支持 WirelessHART 標準,，在以太
網(wǎng)這端,，網(wǎng)關支持 TCP/IP 和 Modbus TCP 通訊。
IE/WSN-PA LINK 具有無線診斷,、維護,、監(jiān)測的功能。
監(jiān)控
WirelessHART 特別適合于在那些需要檢測但沒有任何現(xiàn)存的 MSR 電
纜的裝置中使用,，例如,，外場儲罐或其它安裝費用高的測量點?？梢?br />通過工業(yè)以太網(wǎng)或 Modbus TCP 接收來自 IE/WSN-PA LINK 的數(shù)據(jù),。
為診斷和維護而改造裝置
WirelessHART 儀表及設備
43
IE/WSN-PA LINK
設計
• 2 x 10/100/1000 Mbit/s RJ45 接口，（不帶集成開關,；接口可
用,，如，既可以連接到工廠網(wǎng)絡,，也可以臨時連接至 PC 機）
• 通過 RS 485 連接到 Modbus RTU 的一個接線端子
• 24 VDC 接線端子
• 防護等級 IP65,，金屬封裝，可以用于室外,，甚至可以用于危
險 2 區(qū)
• 安裝：（墻或管道垂直安裝）,；管道垂直安裝所需的 U 型螺
栓包含在交付范圍內
產(chǎn)品版本
• 帶集成、不可拆開的天線
• 帶外部天線連接的 N 連接器
功能
WirelessHART
IE/WSN-PA LINK 建立無線網(wǎng)狀傳感器網(wǎng)絡與現(xiàn)場無線設備通
訊,。來自現(xiàn)場無線設備的數(shù)據(jù)被 IE/WSN-PA LINK 接受,，并通
過局域網(wǎng)連接至系統(tǒng)。被支持的無線網(wǎng)絡是一個由 HCF 依據(jù)
WirelessHART 標準（HART V7.1）規(guī)范的開放式網(wǎng)絡,。
在現(xiàn)場設備方面,，IE/WSN-PA L I N K 要求現(xiàn)場設備支持
WirelessHART。現(xiàn)有的現(xiàn)場設備可以通過無線適配器連接到
WirelessHART 網(wǎng)絡中,，在zui后,，適配器被連接到 4 ~ 20 mA 回
路中。
另外,，多至 4 個標準的 HART 現(xiàn)場設備可以直接地連接到適配
器上,，在這種情況下,，*去掉了 4 ~ 20 mA 信號。
適配器以無線的方式傳輸所有現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)和過程值,，這個
解決方案的優(yōu)勢在于其可以繼續(xù)使用現(xiàn)有設備,。
工業(yè)以太網(wǎng)
通過以太網(wǎng)接口，IE/WSN-PA LINK 支持 HART OPC 服務器和
Modbus TCP 協(xié)議,。
配置
配置是基于網(wǎng)頁的,，不需任何額外的軟件就可在 PC 上執(zhí)行。
通過 IE 瀏覽器,，它也可以顯示 WirelessHART 設備的狀態(tài)和測
量值,。
集成
集成到自動化系統(tǒng)中
IE/WSN-PA LINK 可以通過以太網(wǎng)或 Modbus TCP 集成到自動化系
統(tǒng)當中。
可以將 IE/WSN-PA LINK 集成到 PCS 7中,。
訂貨數(shù)據(jù)
訂貨號
IE/WSN-PA LINK
在 WirelessHART 和工業(yè)以太網(wǎng)之間的網(wǎng)絡
傳輸,；傳輸頻率：2.4 GHz
• 帶集成不可拆開的天線6GK1 411-6CA40-0AA0
• 連接外部天線的 N 連接器6GK1 411-6CA40-0BA0
天線
帶全向特性的天線
國家許可證；緊湊操作指南,，德語/英語
墻體或管道安裝
• ANT792-6MN 天線6GK5792-6MN00-0AA6
天線增益包括 6dBi 的 N 連接器,，2.4 GHz
屋頂安裝
• ANT795-6MN 天線6GK5795-6MN00-0AA6
天線增益包括 6dBi 的 N 連接器,，2.4 GHz
• 天線安裝工具（ANT795-6MN）屋頂安
裝的定位工具
6GK5795-6MN01-0AA6
LP798-1N避雷器6GK5 798-2LP00-2AA6
帶N/N套筒接合器的避雷器,，IP65
（-40 ~ +100 ºC）
天線電纜
IWLAN N 型公頭連接/公頭靈活連接電纜
外部天線連接的靈活連接電纜；用兩個 N
連接公頭連接器
• 1 m 6XV1 875-H10
• 2 m 6XV1 875-H20
• 5 m 6XV1 875-H50
• 10 m 6XV1 875-N10
HF 耦合6GK5798-0CP00-1AA00
連接 LP798-1N 避雷器的 N 連接耦合器
專業(yè) IE FC M12 插頭
M12 插件可以在現(xiàn)場,、金屬封裝,、快
速連接方式中組合，適用于 SCALANCE
X208PRO 和 IM154-4 PN
一件6GK1901-0DB20-6AA0
IE FC 標準電纜 GP 2 x 2（類 A）
4 芯,，屏蔽 TP 電纜安裝,，適用于連接到
IE FC 出口 RJ45/ IE FC RJ45 插頭；兼容
PROFINET,；帶 UL 認證
論 m 銷售
zui大長度 1000 m,，zui小 20 m 6XV1 840-2AH10
IWLAN 網(wǎng)絡組件見“工業(yè)無線通訊”
附件
HARTING 適配器電纜21 03 683 6420
M12 孔式 NPT ½ 線至 RJ45 11 cm，zui小訂
購數(shù)：10
適配器是經(jīng)驗證十分容易連接到工業(yè)以太
網(wǎng)的
不包括在 IE/WSN-PA LINK的
交付范圍內,；你可以在
http://www.harting.
de/kontakt/adressen/上找
到訂貨信息
WirelessHART 儀表及設備
44
通訊功能模塊
概述功能
功能塊周期地通過 Modbus TCP/IP 同 IE/WSN-PA LINK 進行通
訊,。WirelessHART 設備的過程值同其狀態(tài)值被讀出，并被功能
模塊輸出,。此外,，IE/WSN-PA LINK 的狀態(tài)信息在另一個內置模
塊中可得到，這些信息包括連接狀態(tài),、無線網(wǎng)絡狀態(tài)和其它診
斷信息,。
WirelessHART 通訊塊執(zhí)行 WirelessHART 現(xiàn)場設備和 S7/PCS 7 自
動化系統(tǒng)之間的通訊。它們通過 IE/WSN-PA LINK,，使用 Modbus
TCP/IP 協(xié)議進行通訊,。預配置了的通訊塊簡化了調試過程,。通訊
模塊安裝后會在 SIMATIC PCS7OS 或 SIMATIC WinCC 中出現(xiàn)符號
和托盤圖標。
優(yōu)勢
可安裝的庫文件,，提供預裝好的功能塊,，因此將 WirelessHART
設備集成到 SIMATIC 中會特別地簡單。
由于以下幾點而使配置特別簡單：
• 適用于 IE/WSN-PA LINK 和 WirelessHART 設備的預制功能塊
• 包括 SIMATIC PCS 7 OS 或 SIMATIC WinCC 的符號和托盤圖標
• 適用于符合功能塊的 IE/WSN-PA LINK 的配置幫助
• 為每個相關過程值輸出代碼
• 分析 IE/WSN-PA LINK 診斷信息
應用
WirelessHART 通訊塊用在 SIMATIC 自動化系統(tǒng)通過 IE/WSN-PA
LINK 網(wǎng)關與 WirelessHART 現(xiàn)場儀表通訊的地方,。
配置
標準 S7 或 PCS 7 調試工具 CFC,、KOP、FUP 可用于通訊塊的調
試,。在 NetPro 中已經(jīng)完成了連接規(guī)劃,。配置 IE/WSN-PA LINK 的
配置實例使得分配 WirelessHART 設備到需要建造的功能塊變得
十分簡單。
訂貨數(shù)據(jù)
訂貨號
使用 IE/WSN-PA LINK 與 WirelessHART 設備通
訊的 S7/PCS 7 功能塊
9AE4110-3AA00
S7-300/400 包含托盤圖標
HMI
Communication block
SITRANS P280
WirelessHart Adapter
IE/WSN-PA LINK
SIMATIC S7-400
SIMATIC S7-300
SITRANS TF280
??????????
WirelessHART 儀表及設備
45
SITRANS MDS —— 維護診斷工作站
概述設計
維護診斷工作站
SITRANS MDS 適用于靈活,、自動化的診斷過程：
• 集中顯示來自 HART 設備的,、目前還只能在現(xiàn)場讀取診斷信息
• 所有設備更新周期可調
• 所有設備的診斷狀態(tài)清晰可見
• 簡單傳輸 SIMATIC PDM 配置數(shù)據(jù)
• 基于 Windows 的應用
優(yōu)勢
SITRANS MDS 同 SIMATIC PDM 共同工作，提升工廠的透明度,。
SIMATIC MDS 主要的優(yōu)勢是以下幾點：
• 通過讀取來自可訪問設備的診斷信息提升工廠的透明度,，并
將這些信息有規(guī)劃的表現(xiàn)出來。
• 在 SIMATIC PCS 7 或 NAMUR NE 107（可切換）中表現(xiàn)出設備
的診斷狀態(tài)
• 通過使用 SIMATIC PDM 項目數(shù)據(jù)簡化使用
• 所有設備診斷狀態(tài)的更新周期可以統(tǒng)一/單獨設置
應用
SITRANS MDS 通過集中收集可訪問設備中的診斷信息來提升工
廠的透明度,。原則上所有集成到 SIMATIC PDM 中的設備都可以
包括在收集過程中,。
SITRANS MDS 可以用于已安裝、不支持設備診斷信息的自動化
系統(tǒng)?，F(xiàn)有 85 % 的 HART 設備是這種狀況,。
現(xiàn)有的 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)支持設備的診斷信息，它
還是高性能資產(chǎn)管理系統(tǒng),。因此 SIMATIC PCS 7 環(huán)境中 SIMATIC
MDS 的使用就會變得沒有意義,。
SITRANS MDS 使用 SIMATIC PDM 項目數(shù)據(jù)讀取和顯示來自可訪
問設備的診斷數(shù)據(jù)。
集成
SITRANS MDS 同 SIMATIC PDM 被安裝在一個 PC 上,，在這種情
況下只能使用單機版,。
配置
SITRANS MDS 的配置與 SIMATIC PDM 一致，在 SITRANS MDS
中所需的只是輸入項目名和很少的條目,，如更新周期的定義,。
技術規(guī)格
SITRANS MDS維護診斷工作站
操作系統(tǒng)Microsoft Windows XP
Professional
額外需要的軟件
從 6.05 版的 SIMATIC PDM 起和選項
SIMATIC PDM 基本版（4 點） 6ES7 658-3AX06-0YA5
SIMATIC PDM 服務版（128 點） 6ES7 658-3JX06-0YA5
SIMATIC PDM 可選 HART Mux 6ES7 658-3EX06-0YB5
PC 硬件600 MHz
256 MB *）
XGA 1024 x 768
16 Bit色深度
*）zui小內存，推薦 512 MB
更新數(shù)據(jù)能在 SIMATIC PDM
的描述中找到
訂貨數(shù)據(jù)
SITRANS MDS V1.0 版本同 IE/WSN-PA LINK 一起交付,。
????DCS
??????HART
Remote I/O
Station
????HART
SITRANS
MDS
OS
IWLAN
IEEE802.11
IE/WSN-PA
LINK
SITRANS
AW200
??????????
WirelessHART
Industrial
Ethernet
PROFIBUS
4–20 mA
4–20 mA
4–20 mA
WirelessHART 儀表及設備
46
概述
SIMATIC PDM（Process Device Manager）是一個*范圍
內,、和制造商無關的智能現(xiàn)場設備（傳感器和執(zhí)行器）和現(xiàn)
場組件（遠程 I/Os，復用器,，控制室設備,，緊致控制器）的配
置、參數(shù)化,、調試,、診斷,、維護工具。在以下的部分中,，這些
都簡稱為設備,。
SIMATIC PDM 可對來自西門子和范圍內 120 個供應商的多
至 1300 多種設備進行處理。所有支持設備的參數(shù)和功能以獨
立于通訊接口的統(tǒng)一方式被顯示出來,。
SIMATIC PDM 配置選項
從設備集成的角度來看,，SIMATIC PDM 是范圍內可得到的zui
強大的開放式設備管理器。若 SIMATIC PDM 不支持的設備,，只需
簡單地通過導入他們的設備描述（EDD）即可集成到 SIMATIC PDM
中,。這對您的投資提供了安全，同時也節(jié)省了您的投資開支,、培
訓費用和間接的開支,。
SIMATIC PDM 集成在 SIMATIC PCS 7 的資產(chǎn)管理中。過程設備管
理器提供了所有設備更寬泛的關于 EDD 的信息,，如詳細的診斷信
息（制造商信息,，故障診斷信息，更深入的文檔）,，更新日志,，
參數(shù)信息。它可以從維護站的診斷面板上直接地更改到 SIMATIC
PDM 中,。
S7-400
PROFIBUS PA
SITRANS P
DS III PA
SITRANS
TH400
SITRANS LR SITRANS F M
SIMOCODE
pro
MICROMASTER
ET
200iSP
S7-400
SIPART PS2
SIPART PS2
HART
RS 232/RS 485
SITRANS P
????????
DP/PA
link
SIMATIC PCS7????????
??SIMATIC PDM
PROFIBUS DP ???????? Up to 12 Mbit/s
????????????
??SIMATIC PDM
HART
??????????
??SIMATIC PDM
??????????
????????
HART ????
SITRANS P
DS III HART
ET 200M
（IM 153-2 with
HART modules）
SIMATIC PDM 過程設備管理器
軟件
47
軟件
SIMATIC PDM 過程設備管理器
應用
SIMATIC PDM SIMATIC PDM 單機版SIMATIC PDM 系統(tǒng)集成
產(chǎn)品結構zui小配置單獨配置產(chǎn)品可配置產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱SIMATIC PDM 單點SIMATIC PDM 基本版SIMATIC PDM 維護版SIMATIC PDM S7 SIMATIC PDM PCS 7
組件/標簽包含在交付
范圍內
1 4 SIMATIC PDM
基本/128
SIMATIC PDM
基本/128
SIMATIC PDM
基本/128
標簽擴展不可擴展擴展選項功能包
• 128 標簽• 128-512 標簽
• 512 標簽• 512-1024 標簽
• 1024 標簽• 1024-2048 標簽
• 2048 標簽• 2048- 不限標簽
集成到 STEP 7/PCS 7
（可選）
● ●
經(jīng)由 S7-400 路由（可
選）
●
通過標準 HART 復用
器進行通訊（可選）
● 組件包含在獨立 PDM 配置的交付范圍內
○ 可選定制
表 SIMATIC PDM 產(chǎn)品結構
以客戶為導向的產(chǎn)品結構
SIMATIC PDM 過程設備管理器可以多種方式在全集成自動化
（TIA）的環(huán)境下使用,。在 SIMATIC PCS 7 工程系統(tǒng)中使用是一
個可行的應用。
SIMATIC PDM 以客戶為導向的產(chǎn)品結構支持按照客戶需求選
擇產(chǎn)品,。你可以選擇單點配置的 SIMATIC PDM，也可以選在
可配置產(chǎn)品的 SIMATIC PDM 維護版,，SIMATIC PDM PCS 7 或
SIMATIC PDM S7,，或從提供的單獨組件中生產(chǎn)您所需的配置。
您的選擇依賴于應用范圍和使用環(huán)境：
• 系統(tǒng)集成在一個 SIMATIC PCS 7/S7 配置環(huán)境中：
- SIMATIC PDM PCS 7（針對集成到 SIMATIC PCS 7 工程系統(tǒng)中）
- SIMATIC PDM S7（針對集成到 SIMATIC S7 配置環(huán)境中）
• SIMATIC PDM 單機版作為在移動計算機上通過 PROFIBUS 或直接
連接到設備進行操作的工具：
- SIMATIC PDM 單點版（通過點到點的耦合處理一個單一現(xiàn)場
設備）
- SIMATIC PDM 維護版（針對增強的維護,，包括修改記錄和掃描
清單詳細診斷）
設計
zui小配置單點 SIMATIC PDM
這個帶手持功能的低成本zui小配置產(chǎn)品是針對一個現(xiàn)場設備而
設計的,。在設備描述中的所有功能都支持。這些功能包括：
• 無限制的設備/設備管理目錄的選擇
• 通過 PROFIBUS DP/PA,，HART modem 或 Modbus 通訊
• 和設備描述相符的參數(shù)化和診斷
• 導出和導入?yún)?shù)數(shù)據(jù)
• 設備識別
• 設備掃描清單
SIMATIC PDM 基本中以下的功能在 SIMATIC PDM 單點中不可用：
• 掃描清單中基于 EDD 診斷
• 項目編輯
• 存儲功能
• 記錄功能
• 路由選擇
• 通過遠程 I/O 同 HART 現(xiàn)場設備通訊
SIMATIC PDM 單點的功能不可擴展（如,，擴展到 SIMATIC PDM 基
本版或通過 S7-400 路由選項），也不能擴展成到標簽選項或功能
包,。
48
SIMATIC PDM 過程設備管理器
軟件
可配置產(chǎn)品
SIMATIC PDM 維護版
此產(chǎn)品是特別針對移動項目設置的,，能夠同時對 128 個產(chǎn)品同
時組態(tài)。它向維護工程師提供 SIMATIC PDM 基本版的所有功
能,，包括修改記錄,、校準報告和掃描清單的詳細診斷,。SIMATIC
PDM 維護版可以通過功能選項“集成到 STEP 7/PCS 7”、“通
過 S7-400 路由”,、“通過標準 HART 復用器通訊”和 SIMATIC
PDM 功能包進行擴展,。以下程序組件是 SIMATIC PDM 維護版的
一部分：
• SIMATIC PDM 基本版
• 選項：128 標簽
SIMATIC PDM PCS 7
SIMATIC PDM PCS 7 是一個針對集成到 SIMATIC PCS 7 的工程
系統(tǒng)和維護工作站的一個可配置產(chǎn)品。這個產(chǎn)品為高至 128 個
設備同時組態(tài)設計,，它允許使用 SIMATIC PDM 基本版的所有功
能,，另外，它包含把 SIMATIC PDM 集成到 HW-Config 和從中央
工程系統(tǒng)到現(xiàn)場設備的路由的功能,。SIMATIC PDM PCS 7 可以通
過選項“通過標準 HART 復用器通訊”,、SIMATIC PDM 功能包
進行擴展。以下的程序組件是 SIMATIC PDM PCS 7 的一部分：
• SIMATIC PDM 基本版
• 選項：128 標簽
• 選項：集成到 STEP 7/SIMATIC PCS 7
• 選項：通過 S7-400 路由
SIMATIC PDM S7
SIMATIC PDM S7 是根據(jù) SIMATIC PDM 在 SIMATIC S7 配置環(huán)境
中使用的可配置產(chǎn)品,。它提供 SIMATIC PDM 基本版的所有功
能（修改記錄,，校準報告，掃描清單的詳細診斷）,，和集成到
HW-Config 的功能,。SIMATIC PDM S7 可以通過選項“通過標準
HART 復用器通訊”、“通過 S7-400 路由”和 SIMATIC PDM 功
能包進行擴展,。以下的程序組件是 SIMATIC PDM S7 的一部分：
• SIMATIC PDM 基本版
• 選項：128 標簽
• 選項：集成到 STEP 7/SIMATIC PCS 7
單獨配置組件
SIMATIC PDM 基本版
SIMATIC PDM 基本版是從單一組件的單獨 SIMATIC PDM 配置產(chǎn)
品的基本組件,。它包含設備操作和參數(shù)化所需的所有功能，也
是以下的通訊模式成為可能：
• PROFIBUS DP/PA
• HART 通訊
• SIREC 總線
• MODBUS
• SIPART DR
不帶標簽擴展的 SIMATIC PDM 基本版可以管理至多 4 個標簽,，所
提供的系統(tǒng)要求得到滿足,，可用于帶本地連接到總線鏈接或帶直
接到設備的連接的任何計算機上的單機操作。
SIMATIC PDM 基本版可以通過功能選項和標簽選項/功能包進行擴
展,。使用以下的功能要求至少 128 個標簽：
• 修改記錄
• 校準報告
• 掃描清單詳細診斷
SIMATIC PDM 基本版在低成本過程的短期項目中可以選擇 50 個小
時操租賃,。
SIMATIC PDM 選項：集成到 STEP 7/PCS 7
這個選項要求 SIMATIC PDM 使用在帶到 PROFIBUS 的本地連接的
SIMATIC S7 或 SIMATIC PCS 7 的項目。SIMATIC PDM 這時可以直接
地從硬件項目（HW-Config）啟動,。
SIMATIC PDM 選項：通過 S7-400 路由
這個選項必須和選項“集成到 STEP 7/PCS 7”同時選擇,。適用于
SIMATIC PDM 為了全廠范圍配置、參數(shù)化,、試車和現(xiàn)場設備的診
斷的工程系統(tǒng)中,，且這個系統(tǒng)是 SIMATIC PCS 7/S7 通過以太網(wǎng)連
接到自動化系統(tǒng)。
SIMATIC PDM 選項：通過標準 HART 復用器通訊
這個選項允許 SIMATIC PDM 通過 HART 復用器使用 HART OPC 服
務器同 HART 現(xiàn)場設備進行通訊,。
標簽選項/功能包
一個標簽相當于一個 SIMATIC PDM 對象,，這個對象代表著一個項
目中的獨立現(xiàn)場設備或組件，如,，測量一邊,，定位器，開關設備
或遠程 I/Os。在這種情況下,，標簽被認為是所有帶診斷能力的經(jīng)驗
證的設備,，這些設備的詳細的診斷信息是通過 EDD 影響的。
和功能包相比,，標簽選項只適合于基于獨立組件的產(chǎn)品配置,。使用
SIMATIC PDM 標簽選項，基礎軟件 SIMATIC PDM 基本版可以從 4
個擴展到 128/521/1024/2048 個標簽,，在一個加和的功能包的幫
助下還可以擴展到極大的標簽數(shù),。
所有 SIMATIC PDM 產(chǎn)品配置的可用標簽的數(shù)目可以通過 SIMATIC
PDM 功能包來進行增加，功能包可用于擴展到 512/1024/2048/ 極
大的標簽數(shù),。
演示軟件
SIMATIC PDM 的演示版本是可得到的,，在這個版本下，在線通訊
和存儲功能是不可用的,。
設計（續(xù)）
49
SIMATIC PDM 過程設備管理器
軟件
功能
核心功能
• 設備參數(shù)的調整和修改
• 比較（如項目和設備數(shù)據(jù)）
• 數(shù)據(jù)輸入的似然性測試
• 設備識別和測試
• 帶操作模式,、警報和狀態(tài)的設備狀態(tài)顯示
• 仿真
• 診斷（標準，詳細）
• 管理（如網(wǎng)絡和 PC）
• 導出/導入（參數(shù)數(shù)據(jù),，報告）
• 試車功能,，如設備數(shù)據(jù)的測量回路測試
• 設備替換（使用壽命管理）
• 用戶操作的全局和設備的修改記錄
• 設備的校準報告
• 回響包絡曲線、趨勢圖,、值診斷結果的圖形化顯示
• 混合手動的顯示
• 集成高至 10 多媒體文件的文件管理器
帶趨勢圖和在線顯示的 SIMATIC PDM 參數(shù)視圖
SIMATIC PDM 帶狀態(tài)和診斷顯示的掃描清單
系統(tǒng)管理支持
SIMATIC PDM 支持特定的操作系統(tǒng)管理：
• 設備的統(tǒng)一顯示和操作
• 預防性維護和維修的指示器
• 項目和設備的更改檢測
• 增加操作可靠度
• 減少投資,、操作和維護開支
• 包括密碼保護的分級用戶管理
圖形化用戶接口（GUI）
SIMATIC PDM 的 GUI 滿足 VDI/VDE GMA 2187 和 IEC 65/349/CD 指
令的要求。甚至帶幾百個參數(shù)的復雜指令也可以被清晰地展示和
快速地處理,。使用 SIMATIC PDM 可以容易在高復雜度的站（比如
遠程 I/O）甚至連接了的現(xiàn)場設備中定位,。
以下幾個幫助用戶完成他們任務的視圖是可用的：
• 硬件項目視圖
• 過程設備網(wǎng)絡視圖
• 過程設備裝置視圖，如標簽相關視圖,，也帶診斷信息的顯示
• 用于參數(shù)化設備的參數(shù)視圖
• 用于試車和維護的掃描視圖
通訊
SIMATIC PDM 支持幾個通訊協(xié)議和具有以下接口的同設備通訊的
組件：
• PROFIBUS DP/PA 接口
• HART 接口
• Modbus 接口
• 來自西門子的特殊接口
路由
從 SIMATIC PCS 7 DCS 的中央控制室,，你可以在多種總線系統(tǒng)、遠
程 I/Os 和現(xiàn)場設備間定位,。遍及工廠的每一處,、每一個可以參數(shù)
化的設備都可以通過使用這個路由功能進行處理。以下的處理功
能是可用的：
• 讀取設備的診斷信息
• 調整設備的設置
• 調整和校準設備
• 監(jiān)控過程值
• 生成仿真值
• 重參數(shù)化設備
50
SIMATIC PDM 過程設備管理器
軟件
集成
設備集成
SIMATIC PDM 支持所有由 EDD 描述的設備,。EDD 標準化成 EN
50391 和 IEC61804。在上,，它是使用zui廣泛的設備集成標
準技術,。同時，它也是 PROFIBUS 和 HART 設備的組織原則,。
設備通過他們的 EDD 或當前的 HCF 目錄直接地集成到 SIMATIC
PDM 中,。在 EDD 中，設備由 PNO 規(guī)定的 EDDL（Electronic
Device Description Language）來描述設備的功能和結構。使用
這個描述,，SIMATIC PDM 用的設備數(shù)據(jù)自動生成它的用戶
接口,。
SIMATIC PDM 當前的設備目錄覆蓋了來自 120 制造商多至
1300 中設備。另外,，來自所有制造商的設備只需簡單地導入他
們的 EDD 就可集成到 SIMATIC PDM 中,。因此，可以在任何時候
保持的設備覆蓋,，也更新 SIMATIC PDM 支持制造商和設備
數(shù)目,。為了改善透明度，SIMATIC PDM 也允許創(chuàng)建項目的
設備目錄,。如果所需使用的設備在 SIMATIC PDM 設備目錄中不
能找到,，我們將很樂意為您把它集成到 SIMATIC PDM 中。
技術規(guī)格
硬件zui小要求• 帶符合操作系統(tǒng)要求處理器的
PG/PC/ 筆記本
• 主內存 256 MB
• 空硬盤空間 370 MB
操作系統(tǒng)（備選） • Microsoft Windows 2000
Professional SP3/SP4
• M i c r o s o f t W i n d ow s X P
Professional SP2/SP3
• Microsoft Windows Server
2 0 0 3 S P 2 （ 只適用于帶
SIMATIC PCS 7 工程站的操作）
更多的軟件組件
• SIMATIC PDM 選項“集成到
STEP 7/PCS 7”
STEP 7 V5.2 + SP1
STEP 7 V5.3 + SP3
STEP 7 V5.4 + SP4
SIMATIC PCS 7 V6.1 + SP2/SP3
SIMATIC PCS 7 V7.0 + SP2
SIMATIC PCS 7 V7.1
51
訂貨數(shù)據(jù)
SIMATIC PDM 屬于可以在 SIMATIC PCS 7 的環(huán)境下和在擴展的
*集成自動化（TIA）的環(huán)境下使用的 SIMATIC 產(chǎn)品,。隨著應
用范圍的不同,，SIMATIC PDM 有多個帶不同功能、訂貨數(shù)據(jù)和
交付類型的版本,。為了更方便用戶查看,，同時也為了避免訂貨
錯誤，SIMATIC PCS 7 特定的選擇和訂貨數(shù)據(jù)是分開列出,。
針對 SIMATIC PCS 7 的選擇和訂貨數(shù)據(jù)
■ 訂貨數(shù)據(jù)訂單號
SIMATIC PDM PCS 7 V6.0 6ES7 658-3LX06-0YA5
集成到 SIMATIC PCS 7 工程系統(tǒng)的工
程工具中的完整軟件包
6 種語言（德語,，英語，法語,，意
大利語,， 西班牙語， 中文） ,， 在
Windows XP Professional 中執(zhí)行
1 用戶浮動許可,，帶：
• SIMATIC PDM 基本版
• 集成到 STEP 7/PCS 7
• 通過 S7-400 路由
• 128 標簽
交付類型：
許可密鑰磁盤，限制性規(guī)定許可證,，
帶 SIMATIC PDM V6.0 和設備庫的 CD
功能包
SIMATIC PDM 功能包
為了擴展 SIMATIC PDM PCS 7 V6.0 的
標簽
6種語言（德語,，英語，法語,，意
大利語,， 西班牙語， 中文） ,， 在
Windows XP Professional 中執(zhí)行
1 用戶許可
交付類型：
許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)定許可證
• 128-512 標簽6ES7 658-3XB06-2YD5
• 512-1024 標簽6ES7 658-3XC06-2YD5
• 1024-2048 標簽6ES7 658-3XD06-2YD5
• 2048-... 標簽6ES7 658-3XH06-2YD5
演示軟件
SIMATIC PDM Demo V6.0 6ES7 658-3GX06-0YC8
不帶在線通訊和存儲功能
6 種語言（德語，英語,，法語,，意
大利語,， 西班牙語， 中文） ,， 在
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：帶 SIMATIC PDM V6.0 和
設備庫的 CD
■ 訂貨數(shù)據(jù)訂單號
zui小配置 SIMATIC PDM 單點
SIMATIC PDM 單點 V6.0 6ES7 658-3HX06-0YA5
針對一臺現(xiàn)場設備的操作和參數(shù)化,；通
訊通過 PROFIBUS DP/PA、HART modem
或 Modbus
不能擴展相關功能或帶標簽選項/功能包
6 種語言（德語,，英語,，法語，意大利
語,，西班牙語,，中文），在 Windows XP
Professional 中執(zhí)行
1 用戶許可
交付類型：
許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)定許可證,，帶
SIMATIC PDM V6.0 和設備庫的 CD
為特殊應用而預定義的 SIMATIC PDM
V6.0 產(chǎn)品配置
SIMATIC PDM 維護版 V6.0 6ES7 658-3JX06-0YA5
用于單機版用戶維護的完整軟件包，帶：
• SIMATIC PDM 基本版 V6.0
• 128 標簽
6 種語言（德語,，英語,，法語，意大利
語,，西班牙語,，中文），在 Windows
2000 Professional 或 Windows XP
Professional 中執(zhí)行
1 用戶許可
交付類型：
許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)定許可證,，帶
SIMATIC PDM V6.0 和設備庫的 CD
SIMATIC PDM S7 V6.0 6ES7 658-3KX06-0YA5
為在 SIMATIC S7 環(huán)境下使用的完整軟件
包，帶：
• SIMATIC PDM 基本版 V6.0
• 集成到 STEP 7/PCS 7
• 128 標簽
6 種語言（德語,，英語,，法語，意大利
語,，西班牙語,，中文），在 Windows
2000 Professional 或 Windows XP
Professional 中執(zhí)行
1 用戶許可
交付類型：
許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)定許可證,，帶
SIMATIC PDM V6.0 和設備庫的 CD
針對 TIA 的選擇和訂貨數(shù)據(jù)
SIMATIC PDM 過程設備管理器
軟件
52
SIMATIC PDM 過程設備管理器
■ 訂貨數(shù)據(jù)訂單號
單獨配置的組件
SIMATIC PDM 基本版 V6.0
針對現(xiàn)場設備和組件的操作、參數(shù)
化,，和通過 PROFIBUS DP/PA,、HART
和 Modbus 進行通訊，包含 4 個標簽
6 種語言（ 德語,， 英語,， 法語，
意大利語,， 西班牙語， 中文） ，
在 Windows 2000Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)
定許可證,，帶 SIMATIC PDM V6.0 和
設備庫的 CD
• 1 用戶浮動許可6ES7 658-3AX06-0YA5
• 50 小時的租賃許可6ES7 658-3AX06-0YA6
集成到 STEp 7/PCS 7
在將 SIMATIC PDM 集成到 HW-Config
中才需要
6 種語言（ 德語， 英語,， 法語,，
意大利語， 西班牙語,， 中文） ,，
在 Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：許可密鑰磁盤，限制性規(guī)
定許可證,，帶 SIMATIC PDM V6.0 和
設備庫的 CD
• 1 用戶許可6ES7 658-3BX06-2YB5
通過 S7-400 路由
6 種語言（ 德語,， 英語， 法語,，
意大利語,， 西班牙語， 中文） ,，
在 Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：許可密鑰磁盤,，限制性規(guī)
定許可證
• 1 用戶浮動許可6ES7 658-3CX06-2YB5
通過標準復用器通訊
6 種語言（ 德語， 英語,， 法語,，
意大利語， 西班牙語,， 中文） ,，
在Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：許可密鑰磁盤，限制性規(guī)
定許可證
• 1用戶許可6ES7 658-3EX06-2YB5
■ 訂貨數(shù)據(jù)訂單號
標簽選項/功能包
SIMATIC PDM 標簽選項
針對標簽擴展,，同 SIMATIC ODM
基本版 V6.0 相加
6 種語言（德語,，英語，法語,，
意大利語,，西班牙語，中文）,，
在 Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行,，
1 用戶許可
交付類型：許可密鑰磁盤，限制性
規(guī)定許可證
• 多達 128 標簽6ES7 658-3XA06-2YB5
• 多達 512 標簽6ES7 658-3XB06-2YB5
• 多達 1024 標簽6ES7 658-3XC06-2YB5
• 多達 2048 標簽6ES7 658-3XD06-2YB5
SIMATIC PDM 功能包
針對所有 SIMATIC PDM 6.0 產(chǎn)品隨
后的標簽擴展
6 種語言（德語,，英語,，法語，
意大利語,，西班牙語,，中文）,，
在 Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行，
1 用戶許可
交付類型：許可密鑰磁盤,，限制性
規(guī)定許可證
• 128-512 標簽6ES7 658-3XB06-2YD5
• 512-1024 標簽6ES7 658-3XC06-2YD5
• 1024-2048 標簽6ES7 658-3XD06-2YD5
• 2048-... 標簽6ES7 658-3XH06-2YD5
演示軟件
SIMATIC PDM Demo V6.0 6ES7 658-3GX06-0YC8
不帶在線通訊和存儲功能
6 種語言（德語,，英語，法語,，
意大利語,，西班牙語，中文）,，
在 Windows 2000 Professional 或
Windows XP Professional 中執(zhí)行
交付類型：帶 SIMATIC PDM V6.0
和設備庫的 CD
更新/升級
所有的 SIMATIC PDM 變形產(chǎn)品和組合的版本 5.x 都可以升級到
6.0,。另外，形式的軟件更新服務由 SIMATIC PDM 提供,。
更多的信息，請參考“更新/升級到 PCS 7 版本”和“更新/升級
包”中的“軟件更新服務”部分,。