工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)PROFIBUS_總線(xiàn)概念、設(shè)計(jì)與安裝

1、 ABB Group April 5, 2022 | Slide 1PROFIBUS 總線(xiàn)概念、設(shè)計(jì)與安裝PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 2本課件包括以下本課件包括以下內(nèi)容：內(nèi)容：n PROFIBUS 概述總貌總貌n PROFIBUS DP布線(xiàn)與安裝布線(xiàn)與安裝n PROFIBUS PA 電源與電纜長(zhǎng)度計(jì)算電源與電纜長(zhǎng)度計(jì)算主要內(nèi)容PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 3用一根串行的數(shù)字總線(xiàn)替代傳統(tǒng)的并行用一根串行

2、的數(shù)字總線(xiàn)替代傳統(tǒng)的并行24V 信號(hào)信號(hào)(P81) 和和 4.20 mA 模擬信號(hào)模擬信號(hào)通過(guò)一根雙芯屏蔽電纜連接中央控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)一根雙芯屏蔽電纜連接中央控制器和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同樣適用于防爆環(huán)境和有安全要求的應(yīng)用同樣適用于防爆環(huán)境和有安全要求的應(yīng)用： 一個(gè)系統(tǒng)適合于不同的應(yīng)用一個(gè)系統(tǒng)適合于不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)和電源通過(guò)同一根電纜傳輸（數(shù)據(jù)和電源通過(guò)同一根電纜傳輸（PA） 對(duì)于所有的設(shè)備，只需要一個(gè)通用的組態(tài)和工程工具對(duì)于所有的設(shè)備，只需要一個(gè)通用的組態(tài)和工程工具 連接不同廠(chǎng)商的設(shè)備連接不同廠(chǎng)商的設(shè)備 開(kāi)放的、不依賴(lài)于廠(chǎng)商的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，開(kāi)放的、不依賴(lài)于廠(chǎng)商的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)， 并符合并符合IEC 61158國(guó)

3、際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) PROFIBUS PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 4PROFIBUS-DP 定義三種設(shè)備類(lèi)型定義三種設(shè)備類(lèi)型+DP-1類(lèi)主設(shè)備類(lèi)主設(shè)備 (DPM1)中央控制器中央控制器, 它與分散的它與分散的 I/O 設(shè)備設(shè)備 (DP-從從) 交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)允許若干個(gè)允許若干個(gè)DPM1，典型的設(shè)備是，典型的設(shè)備是 PLC, PC+DP-2 類(lèi)主設(shè)備類(lèi)主設(shè)備 (DPM2)組態(tài)、監(jiān)視或工程工具，它被用來(lái)設(shè)定網(wǎng)絡(luò)或組態(tài)、監(jiān)視或工程工具，它被用來(lái)設(shè)定網(wǎng)絡(luò)或參數(shù)監(jiān)

4、視參數(shù)監(jiān)視 DP-從設(shè)備從設(shè)備+DP-從設(shè)備從設(shè)備直接連接直接連接 I/O 信號(hào)的外圍設(shè)備信號(hào)的外圍設(shè)備典型的設(shè)備是輸入、輸出、驅(qū)動(dòng)器、閥、操作典型的設(shè)備是輸入、輸出、驅(qū)動(dòng)器、閥、操作 面板等等面板等等PROFIBUS 設(shè)備類(lèi)型PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 5 帶分支的總線(xiàn)帶分支的總線(xiàn) （T型頭）型頭）PROFIBUS DP操作員站Ethernet TCP/IP控制器PROFIBUS Master Class 1 & 2帶分支的總線(xiàn)帶分支的總線(xiàn)

5、（T型頭）型頭）R樹(shù)型樹(shù)型R菊花鏈菊花鏈PROFIBUS PAPROFIBUS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PROFIBUS 總線(xiàn)包括主站控制的總線(xiàn)包括主站控制的所有所有PA 和和 DP 段，可尋址段，可尋址125 個(gè)站個(gè)站.PROFIBUS 段有設(shè)備數(shù)量、段有設(shè)備數(shù)量、段的長(zhǎng)度、終端等限制段的長(zhǎng)度、終端等限制PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 6PROFIBUS PAEthernet/TCP-IPMBP-IS / IEC 61158-2EIA-485 / 光纖光纖PROFIBUS

6、 DP1&2 類(lèi)主站2 類(lèi)主站PSPSPSPSRequest2-10Response10-217.375 Good2Request2-7Response7-25.865 GoodRequest2-5Request2-5Response5-217.375 GoodResponse5-217.375 Good71012530設(shè)置參數(shù)設(shè)置參數(shù)TB; Nr. 18; 20.60-100OK. Success10-0主站 / 從站周期性通訊客戶(hù)端 / 服務(wù)器非周期性通訊PROFIBUS 通訊PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS

7、 ABB Group April 5, 2022 | Slide 7PROFIBUS 通訊方式和應(yīng)用程序PROFIBUS PAEthernet/TCP-IPMBP-IS / IEC 61158-2EIA-485 / FibrePROFIBUS DP1&2 主站MasterClass 2PSPSPSPS主站依次向所有從站發(fā)送查詢(xún)報(bào)文主站依次向所有從站發(fā)送查詢(xún)報(bào)文應(yīng)用控制程序在控制器中執(zhí)行應(yīng)用控制程序在控制器中執(zhí)行PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 8PR

8、OFIBUS DP布線(xiàn)與安裝PROFIBUS DP物理層物理層EIA485RTTTTPROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 9每段最多每段最多32個(gè)設(shè)備個(gè)設(shè)備包括：包括： 主站主站, 從設(shè)備從設(shè)備, 工作終端工作終端, 耦合器耦合器 和和中繼器中繼器 - 總線(xiàn)負(fù)荷總線(xiàn)負(fù)荷 設(shè)備設(shè)備 單獨(dú)供電單獨(dú)供電最多最多4 DP/DP 中繼器中繼器 (最多最多 5 段段)!PROFIBUS DPSegmentsRTTTT最大設(shè)備數(shù) (EIA485 )PROFIBUS PROFI

9、BUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 109.619.245.45 93.75 187.5500150030006000 12000kbps并不是所有設(shè)備都支持這并不是所有設(shè)備都支持這10個(gè)傳輸速率個(gè)傳輸速率 (GSD文件中定義文件中定義了所支持的速率了所支持的速率)PROFIBUS DP 段的最大電纜長(zhǎng)度和傳輸速率有關(guān)段的最大電纜長(zhǎng)度和傳輸速率有關(guān)避免使用紅區(qū)中的速率，因?yàn)槭褂眠@避免使用紅區(qū)中的速率，因?yàn)槭褂眠@些速率時(shí)信號(hào)易受干擾些速率時(shí)信號(hào)易受干擾過(guò)程工業(yè)PROFIBUS DP 傳輸速

10、率 PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 11!最大電纜長(zhǎng)度 m傳輸速率 kbps100200400100012009.619.293.75187.545.4550030006000150012000PROFIBUS DP總線(xiàn)總線(xiàn)每段每段的最大長(zhǎng)度取決于傳輸速率的最大長(zhǎng)度取決于傳輸速率 使用阻抗使用阻抗150 的屏蔽雙絞線(xiàn)的屏蔽雙絞線(xiàn) 并且回并且回路電阻（路電阻（ Loop resistance ） -防護(hù)頻防護(hù)頻率率 50 MHz 50 MHz編織護(hù)套編織護(hù)套

11、- - 防護(hù)頻防護(hù)頻率率 50 MHz 0.34 mm 每單位長(zhǎng)度的電容每單位長(zhǎng)度的電容 最長(zhǎng)可擴(kuò)展到最長(zhǎng)可擴(kuò)展到9500 m.PROFIBUS PA電纜電纜PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 27!A-A-線(xiàn)線(xiàn), , 綠色綠色 (-)(-)B-B-線(xiàn)線(xiàn), , 紅色紅色 (+)(+)金屬箔片金屬箔片 -防護(hù)防護(hù)頻率頻率 50 MHz編織護(hù)套編織護(hù)套- 防護(hù)防護(hù)頻率頻率 50 MHz電纜中有電纜中有 A-線(xiàn)線(xiàn) 和和 B-線(xiàn)線(xiàn) (NDC080)外殼顏色外殼顏色:

12、黑色黑色 (安全區(qū)安全區(qū)) / 藍(lán)色藍(lán)色 EEx iPROFIBUS PA電纜電纜PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 28段中設(shè)備數(shù)分支最大長(zhǎng)度1-1213-1415-1819-2425-321m30m60m90m120m每分支 1 個(gè)設(shè)備 分支的最大長(zhǎng)度由段中的設(shè)備數(shù)和每個(gè)分支中的設(shè)備數(shù)決定分支的最大長(zhǎng)度由段中的設(shè)備數(shù)和每個(gè)分支中的設(shè)備數(shù)決定 !6-8 devices in segment在危險(xiǎn)區(qū)域使用總線(xiàn)隔離器可增加分在危險(xiǎn)區(qū)域使用總線(xiàn)隔離器可增加分支長(zhǎng)度

13、、段長(zhǎng)度以及段中的設(shè)備數(shù)支長(zhǎng)度、段長(zhǎng)度以及段中的設(shè)備數(shù)!分支電纜長(zhǎng)度分支電纜長(zhǎng)度PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 29!PROFIBUS PA的電源檢查包括電壓和電流的電源檢查包括電壓和電流TTF212TF212U = 9.0 VI = 11.8 mAI = 11.8 mAIerr = 3.2 mA265Dx265DxU = 10.2 VU = 10.2 V I = 11.7 mAI = 11.7 mAI Ierrerr = 5.6 mA = 5.6 mAT

14、ZIDCTZIDCU = 9.0 VI = 11.5 mAI = 11.5 mAIerr = 3.5 mA計(jì)算并檢查計(jì)算并檢查PA段上的電流消耗段上的電流消耗 ( Iges ):Iges = Idevice + Max(Ierr) = 11.8 + 11.7 + 11.5 + 5.6 = 40.6 mAIges Io (電源電源)檢查檢查PA段上的電壓段上的電壓:Max(Udevice) Uo (電源電源) 電源電源Uo = 28 VIo = 500 mAPROFIBUS PA 電源檢查電源檢查舉舉 例例PROFIBUS PROFIBUS 概述概述PROFIBUS DPPROFIBUS PA PROFIBUS ABB Group April 5, 2022 | Slide 30!PROFIBUS PA的電纜長(zhǎng)度和的電纜長(zhǎng)度和PA段上的電壓降有關(guān)。段上的電壓降有關(guān)。 TTF212TF212U = 9.0 VI = 11.8 mAIerr = 3.2 mA265Dx265DxU = 10.2 V I = 11.7 mAIerr = 5.6 mATZIDCTZIDCU = 9.0 VI = 11.5 mAIer