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PROFIBUS現場總線具有通信實時性強、高傳輸率、低成本、拓撲結構靈活多樣、冗余性強、適于各種工控領域等優(yōu)點而得到廣泛應用。然而,傳統(tǒng)工業(yè)生產過程控制層進行數據采集、執(zhí)行和控制的設備,大多只具有RS232串行口。因RS232標準輸出信號和PROFIBUS總線信號不兼容,所以這類設備無法實現同PROFIBUS總線開放互連和現場分布式控制。因此研究該技術有非常重要的現實意義和工程價值。論文以解決RS232接口設備和PROFIBUS-DP總線互連為研究方向,設計開發(fā)了具有RS232接口和PROFIBUS-DP接口的從站,實現RS232設備和PROFIBUS-DP總線之間協(xié)議轉換。論文主要工作和成果歸納如下:1、從研究PROFIBUS-DP技術構成、系統(tǒng)體系結構、通信協(xié)議、報文結構及系統(tǒng)特點入手,給出了RS232和PROFIBUS-DP協(xié)議轉換的技術方案。
Profibus現場總線,是由Siemens等13家公司和5家研究機構聯(lián)合開發(fā)的一種國際化的、開放的、不依賴于設備生產商的現場總線標準[1]。它采用現場總線技術,使用總線將可編程控制器、傳感器、變頻器和軟啟動器等現場智能設備連接起來,實現相互交換信息,共同完成自動控制功能的網絡系統(tǒng)Automation&Instrumentation 2012(9)與控制系統(tǒng)。隨著Profibus總線的標準化以及在世界范圍內的廣泛應用,Profibus-DP協(xié)議的總線產品在市場中占據越來越大的份額。目前,我國自動化行業(yè)多數傳統(tǒng)儀表和現場設備不具備現場總線通信能力,無法接入現場總線系統(tǒng)控制系統(tǒng)。所以,開發(fā)現場智能設備從站接口,實現現場設備與Profibus-DP總線網絡的互連,顯得尤為重要。在傳統(tǒng)工業(yè)生產過程中,進行數據采集、執(zhí)行和控制的現場設備大多數只具有串行接口。
PROFIBUS現場總線是擁有開放結構和經過標準化設計的工業(yè)應用總線,按照傳統(tǒng)方式構建的自動化系統(tǒng)中的數據采集傳感器和變送器設備,大多只有普通RS232/RS485接口,其數據傳輸協(xié)議無法同PROFIBUS.總線協(xié)議兼容。論文研究電站應用分析儀表設備和PROFIIBUS-DP總線的通信方案,研發(fā)了具有普通RS232/RS485接口的PROFIBUS-DP接口從站。論文工作如下：1、研究了PROFIBUS-DP系統(tǒng)協(xié)議結構、報文幀格式定義、MAC協(xié)議、邏輯環(huán)的管理等特點,提出PROFIBUS-DP接口從站設計的軟硬件技術方案。2、選用VIPA公司先進的Profichip VPC3+C器件和SILICON公司的C8051F02X系列MCU芯片,完成了智能PROFIBUS-DP接口從站的硬件設計3、結合自定義的串口協(xié)議,完成了PROFIBUS-DP從站軟件設計。采用模塊化編程方法,實現了從站中自定義報文長度和信道可調的初始化配置。
6XV1830-0ET50 SIMATIC NET,PB FC protibus標準電纜 2芯屏蔽 長度500米
西門子PROFIBUSDP通訊現場總線
————用于不同應用區(qū)域的不同類型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險區(qū)域（Zone 1 和 Zone 2））
————雙層屏蔽，抗干擾性能好
————阻燃總線連接電纜（不含鹵素）。
————由于電纜上印有以米表示的長度標記，因此易于確定長度
————UL 認證
————由于特殊的總線電纜，有很廣的應用范圍。
————由于使用了雙層屏蔽電纜和集成式接地技術，網絡具有抗干擾功能。
————采用 FastConnect （快速連接） 電纜，連接器連接簡單又快速，從而節(jié)省了時間。
————產品中不含硅硐，因此特別適用于汽車工業(yè) （如上釉流水線）。
在工業(yè)環(huán)境中安裝電纜必須符合相關的嚴格要求。通過 FastConnect，西門子提供了滿足所有這些要求的系統(tǒng)：可在現場組裝，快速、方便而不會出錯。FastConnect 是一種仔細設計的快速組裝系統(tǒng)，包括電纜、連接器和組裝工具。該系統(tǒng)可用于工業(yè)以太網/PROFINET 和 PROFIBUS 以及 RJ45、M12 或 Sub-D/RS-485。同時，該系統(tǒng)也可用于光纜。適用于最大長度為 3 km 的 BFOC 和 SC-Duplex
西門子的 SIMATIC NET 基于工業(yè)以太網，包含實現高效工業(yè)網絡和總線系統(tǒng)所需的一切：用于在惡劣的工業(yè)條件下可靠的功能強大和面向未來的網絡組件、用于在現場進行快速電纜組裝的電纜系統(tǒng)、用于針對系統(tǒng)故障提供保護的高速冗余配置、以及用于連續(xù)監(jiān)視網絡組件的報警系統(tǒng)。
交換機是有源網絡組件，可將數據分配到特定接收設備，如網絡站。SCALANCE X 產品系列由相互依賴的產品線組成，可針對相應自動化任務進行定制。交換機也為千兆以太網提供了各種接口（光纖（玻璃/POF/PCF）或電氣），支持大量 IT 標準，如 VLAN 和 IGMP。還提供了帶有集成式 ERTEC 400 的各種型號，可通過具有 IRT 功能的 PROFINET 進行通信。這些交換機支持通過 PROFINET IO 集成到 STEP 7（X-200 及更高）中。
SIMATIC NET 提供的安全機制可消除與在生產區(qū)域中以及公司內的其它敏感區(qū)域中使用集成以太網結構和 Internet 技術相關的風險。 SCALANCE S 安全模塊和軟件安全客戶端是西門子針對工業(yè)安全提供的軟件組件。
我們的通信處理器可降低 PLC 的 CPU 的通信負荷，并可進行其它連接。這些通信處理器可促進與工業(yè)以太網的適當集成，并提供與自動化級和 IT 環(huán)境的可靠連接。
PROFINET 基于成熟的 IT 標準，支持 TCP/IP 而無任何限制，適用于公司范圍內所有級別的數據傳輸。用戶也可以通過集成診斷功能和故障安全通信來獲得最高工廠可用性，通過模塊化的機器設計獲得最大靈活性，并實現快速數據傳輸和無線 LAN 應用以顯著提高性能。
西門子提供了 PROFINET 產品系列：變頻器系統(tǒng)、控制器、分布式 I/O、運動控制系統(tǒng)、計算機數控、人機界面系統(tǒng)、網絡組件、工業(yè) PC、生產傳感器、軟件、工具和技術組件。
PROFIBUS 在全球范圍內安裝的節(jié)點數超過 2500 萬個，已成為領先的現場總線。PROFIBUS 可按照結構單元原理根據不同應用的要求進行調整。該現場總線已在全球范圍得到證明，可在生產過程的所有步驟中以及跨所有過程步驟使用。集成 PROFIBUS 解決方案有助于顯著降低投資、運行和維護成本，并明顯提高工廠可用性和生產效率。
用于 PROFIBUS 的 SIMATIC NET 產品系列包括用于 SIMATIC S7 和編程器/PC 的網絡組件和系統(tǒng)接口。
在工業(yè)領域，無線通信為實現極為靈活和高效的自動化解決方案提供了眾多新的機會。不管是 GSM/GPRS、IWLAN 還是 WirelessHART – 西門子為工業(yè)無線通信提供的產品均十分可靠、堅固和安全。各種組件可在室內以及室外的惡劣條件下使用。
總線系統(tǒng)
————用于帶有少數工作站且?guī)в鞋F場設備的蜂窩網絡的過程和現場通訊
————以及用于符合 IEC 61158/61784 規(guī)范的數據通訊
————PROFIBUS – 用于生產和過程工程領域的現場總線標準，包括：
————用于總線以及訪問程序的物理特性的標準規(guī)范
————用戶協(xié)議和用戶接口規(guī)范
————開放性，可連接標準化非西門子部件
————過程或現場通訊
————PROFIBUS DP，用于和現場設備間的快速、循環(huán)數據交換
————PROFIBUS-PA，應用于過程自動化和本安應用領域
————數據通訊
————PROFIBUS FMS，用于不同制造商 PLC 之間的數據通訊
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6XV1830-0EN20
SIMATIC NET, PROFIBUS 標準總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計， 20 m
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6XV1830-0EN50
SIMATIC NET, PROFIBUS 標準總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計， 50 m
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6XV1830-0ET10
SIMATIC NET, PROFIBUS 標準總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計， 100m
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6XV1830-0ET20
SIMATIC NET, PROFIBUS 標準總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計， 200 m
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6XV1830-0ET50
SIMATIC NET, PROFIBUS 標準總線電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計， 500 m
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6XV1830-0EU10
SIMATIC NET, PROFIBUS FC 標準電纜, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設計，最大長度: 1000m
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6XV1830-0GH10
SIMATIC NET, PROFIBUS FC 食品總線電纜，帶 PE 護套， 用于食品業(yè)和飲料業(yè)，2 芯，屏蔽，按米銷售，最大長度： 1000m, 最小訂購量: 20 m
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6XV1830-0JH10
SIMATIC NET, PROFIBUS FC 堅固總線電纜，帶 PUR 護套，用于化工和機械等惡劣環(huán)境使用，按米銷售，最大長度： 1000m, 最小訂購量: 20 m
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6XV1830-0LH10
SIMATIC NET,PROFIBUS FC FRNC 電纜 GP, 總線電纜，阻燃及無鹵素總線電纜，共聚物外殼，按米銷售，最大長度： 1000m, 最小訂購量: 20 m
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