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益陽西門子PLC代理商
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PROFIBUSDP現(xiàn)場總線的結構及應用
Profibus的大優(yōu)點在于具有穩(wěn)定的標準EN50170作保證,，并經(jīng)實際應用驗證具有普遍性。目前已廣泛應用于制造業(yè)自動化,、流程產(chǎn)業(yè)自動化和樓宇,、交通電力等領域。
Profibus由3個兼容部分組成,，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布I/O系統(tǒng)）,、PROFIBUS-PA（Process Automation,，現(xiàn)場總線信息規(guī)范）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification,，過程自動化）,。
PROFIBUS-DP是一種高速、低本錢通訊,，專門用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通訊,。使用PROFIBUS-DP可取代24V DC或4～20mA信號傳輸。PORFIBUS-PA專為過程自動化設計,，可使傳感器和執(zhí)行機構連在一根總線上,，并有本質安全規(guī)范。PROFIBUS-FMS用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡,，是一個令牌結構的實時多主網(wǎng)絡,。
1．PROFIBUS的協(xié)議結構
PROFIBUS協(xié)議結構是根據(jù)ISO7498標準，以OSI作為參考模型的,。PROFIBUS-DP定義了第1,、2層和用戶接口。第3到7層未加描述,。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調用的應用功能,，并具體說明了各種不同PROFIBUS-DP設備的設備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1,、2,、7層，應用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）,。FMS包括了應用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通訊服務,；LLI協(xié)調不同的通訊關系并提供不依靠設備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議,。另外,，PA還描述了現(xiàn)場設備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1157-2標準,，PA的傳輸技術可確保其本質安全性,，而且可通過總線給現(xiàn)場設備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網(wǎng)絡,。
2．PROFIBUS的傳輸技術
PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS-485傳輸,、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。
（1） RS-485傳輸技術
RS-485傳輸是PROFIBUS常用的一種傳輸技術,，通常稱之為H2,。RS-485傳輸技術用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS,。
RS-485傳輸技術基本特征是：網(wǎng)絡拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻,；傳輸速率為9.6kbps～12Mbps,；介質為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽,，取決于環(huán)境條件,；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站,。
RS-485傳輸設備安裝要點：全部設備均與總線連接,；每個分段上多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻,，確保操縱運行不發(fā)生誤差,；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當分段站超過32個時,，必須使用中繼器用以連接各總線段,，串聯(lián)的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選9.6kbps～12Mbps,，一旦設備投進運行,，全部設備均需選用同一傳輸速率。電纜大長度取決于傳輸速率,。采用RS-485傳輸技術的PROFIBUS網(wǎng)絡好使用9針D型插頭,。當連接各站時，應確保數(shù)據(jù)線不要擰絞,，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境下運行應使用帶屏蔽的電纜,，屏蔽可進步電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔,，應在兩端與保護接地連接,，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復蓋，以保持良好的傳導性,。
（2）IEC1157-2傳輸技術
IEC1l57-2的傳輸技術用于PROFIBUS-PA,，能滿足化工和石油化產(chǎn)業(yè)的要求。它可保持其本質安全性,，并通過總線對現(xiàn)場設備供電,。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進行無電流的連續(xù)傳輸,，通常稱為H1,。
（3）光纖傳輸技術
PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應用時，可使用光纖導體，以增加高速傳輸?shù)拈g隔,?？墒褂脙煞N光纖導體：一種是價格低廉的塑料纖維導體，供間隔小于50m情況下使用,；另一種是玻璃纖維導體,，供間隔小于1km情況下使用。很多廠商提供總線插頭可將RS-485信號轉換成光纖導體信號或將光纖導體信號轉換成RS-485信號,。
3. PROFIBUS總線存取控制技術
PROFIBUS-DP、FMS,、PA均采用一樣的總線存取控制技術,，它是通過OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的，它包括保證數(shù)據(jù)可靠性技術及傳輸協(xié)議和報文處理,。在PROFIBUS中,，第2層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data Link）,。介質存取控制（M A C,， Medium Access Control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù),。PROFIBUS協(xié)議的設計要滿足介質存取控制的兩個基本要求：
1）在復雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通訊,，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通訊任務,。
2）在復雜的程序控制器和簡單的I/O設備（從站）間通訊,，應盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸。
因此PROFIBUS主站之間采用令牌傳送方式,，主站與從站之間采用主從方式,。令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內得到總線存取權（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的長時間是事先規(guī)定的,。在PROFIBUS中,，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可依照主-從通訊關系表與所有從站通訊,，向從站發(fā)送或讀取信息,，也可依照主-主通訊關系表與所有主站通訊。所以可能有3種系統(tǒng)配置：純主-從系統(tǒng),、純主-主系統(tǒng)和混合系統(tǒng),。
速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器
簡單定位,，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
由于具有高處理速度,，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務實際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上,，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài),。
集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄,，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設計或者小型控制柜,。
能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設計集成在一起
PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式,、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式,。
集中式不需要設置驅動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低,；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠程I/O電源,；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制,又要相互聯(lián)系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。
三,、相應的功能要求
一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算,、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足,。
對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算,、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算 ,、閉環(huán)控制,、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中,、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合,。
SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽；
MMC 卡替代集成的裝載存儲器,，因此是操作*品,。
使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（*緊湊型 CPU）
連接 PROFIBUS 總線(*于DP型CPU)
RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
連接 PROFINET(*于PN型CPU)
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本,，因此提高了性價比,。
安裝模塊：
只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉動到位然后鎖緊螺釘,。
集成的背板總線：
背板總線集成到模塊里,。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面,。
模塊采用機械編碼,，更換極為容易：
更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘,。按下閉鎖機構,，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
現(xiàn)場證明可靠的連接：
對于信號模塊,，可以使用螺釘型,、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
TOP 連接：
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線,。
規(guī)定的安裝深度：
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內,，并有前蓋保護。因此,，所有模塊應有明確的安裝深度,。
無插槽規(guī)則:
信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài),。