西門子Profibus DP電纜 西門子Profibus總線 Profibus-DP西門子電纜 Profibus-DP現(xiàn)場總線 西門子PB FC通訊電纜德國進(jìn)口現(xiàn)貨 西門子現(xiàn)場總線進(jìn)口現(xiàn)貨 西門子DP電纜進(jìn)口現(xiàn)貨 西門子以太網(wǎng)通訊電纜進(jìn)口現(xiàn)貨 西門子IE電纜
Profibus-DP總線【Profibus西門子電纜】參數(shù)如下：
導(dǎo)體: 多股軟芯鍍錫銅絲（2*0.64mm）,單根硬芯無氧銅絲（2*0.5mm）
線芯顏色: 綠色-紅色
屏蔽層: 鋁塑帶+鍍錫銅絲編織
護(hù)套: PVC 3DRX 22X 02R
特性阻抗: 150Ω
直流電阻: 57.5Ω/km
工作溫度: -30℃到70℃之間
Profibus-DP西門子電纜【Profibus總線技術(shù)指標(biāo)】:
1、實(shí)心裸銅線導(dǎo)體，2芯并合成對，芯線紅綠二色。
2、鋁箔、裸金屬絲編織雙層屏蔽，PVC外護(hù)套，阻燃,外觀紫色。
3、符合VDE 0472標(biāo)準(zhǔn)；B類試驗(yàn)（IEC332.1）。
4、帶米標(biāo)識(shí)，分100米、200米、300米包裝，500米、1000米木輪包裝，2000米以上長度定做。
5、工作參數(shù)：單線傳輸最大規(guī)格：1000m，加中繼器可延長至10000m
其它介紹：
1．借助于其雙屏蔽層，尤其適用于安裝在易受電磁干擾的工業(yè)環(huán)境中
2．通過總線終端的接地觸點(diǎn)的外包層，可實(shí)現(xiàn)接地的連續(xù)性
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高傳輸率、低成本、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活多樣、冗余性強(qiáng)、適于各種工控領(lǐng)域等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。然而,傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程控制層進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行和控制的設(shè)備,大多只具有RS232串行口。因RS232標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)和PROFIBUS總線信號(hào)不兼容,所以這類設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)同PROFIBUS總線開放互連和現(xiàn)場分布式控制。因此研究該技術(shù)有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。論文以解決RS232接口設(shè)備和PROFIBUS-DP總線互連為研究方向,設(shè)計(jì)開發(fā)了具有RS232接口和PROFIBUS-DP接口的從站,實(shí)現(xiàn)RS232設(shè)備和PROFIBUS-DP總線之間協(xié)議轉(zhuǎn)換。論文主要工作和成果歸納如下:1、從研究PROFIBUS-DP技術(shù)構(gòu)成、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議、報(bào)文結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)特點(diǎn)入手,給出了RS232和PROFIBUS-DP協(xié)議轉(zhuǎn)換的技術(shù)方案。
Profibus現(xiàn)場總線,是由Siemens等13家公司和5家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的一種國際化的、開放的、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)[1]。它采用現(xiàn)場總線技術(shù),使用總線將可編程控制器、傳感器、變頻器和軟啟動(dòng)器等現(xiàn)場智能設(shè)備連接起來,實(shí)現(xiàn)相互交換信息,共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Automation&Instrumentation 2012(9)與控制系統(tǒng)。隨著Profibus總線的標(biāo)準(zhǔn)化以及在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用,Profibus-DP協(xié)議的總線產(chǎn)品在市場中占據(jù)越來越大的份額。目前,我國自動(dòng)化行業(yè)多數(shù)傳統(tǒng)儀表和現(xiàn)場設(shè)備不具備現(xiàn)場總線通信能力,無法接入現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制系統(tǒng)。所以,開發(fā)現(xiàn)場智能設(shè)備從站接口,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與Profibus-DP總線網(wǎng)絡(luò)的互連,顯得尤為重要。在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過程中,進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行和控制的現(xiàn)場設(shè)備大多數(shù)只具有串行接口。
PROFIBUS現(xiàn)場總線是擁有開放結(jié)構(gòu)和經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的工業(yè)應(yīng)用總線,按照傳統(tǒng)方式構(gòu)建的自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集傳感器和變送器設(shè)備,大多只有普通RS232/RS485接口,其數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議無法同PROFIBUS.總線協(xié)議兼容。論文研究電站應(yīng)用分析儀表設(shè)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(jié)構(gòu)、報(bào)文幀格式定義、MAC協(xié)議、邏輯環(huán)的管理等特點(diǎn),提出PROFIBUS-DP接口從站設(shè)計(jì)的軟硬件技術(shù)方案。2、選用VIPA公司先進(jìn)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(shè)計(jì)3、結(jié)合自定義的串口協(xié)議,完成了PROFIBUS-DP從站軟件設(shè)計(jì)。采用模塊化編程方法,實(shí)現(xiàn)了從站中自定義報(bào)文長度和信道可調(diào)的初始化配置。
現(xiàn)場總線技術(shù)是20世紀(jì)80年代興起的一種集控制技術(shù)、儀表技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)。這其中PROFIBUS 現(xiàn)場總線是目前較為流行的五種現(xiàn)場總線中較為有儀表性的一種。文中介紹了PROFIBUS現(xiàn)場總線的由來、構(gòu)成、特性及其優(yōu)點(diǎn)，展望了其未來的發(fā)展趨勢。
1 現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)生
早在20世紀(jì)80 年代中期，國外就提出了現(xiàn)場總線，但研究工作進(jìn)展緩慢，且沒有國際標(biāo)準(zhǔn)可以遵循。直到1984 年，美國儀表協(xié)會(huì)（ISA）下屬的標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施組工作中的ISA/SP50 開始制訂現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)。1985年國際電工委員會(huì)決定由Proway Working group 負(fù)責(zé)現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。1986 年德國開始制訂過程現(xiàn)場總線（process field-bus）標(biāo)準(zhǔn)，簡稱PROFIBUS，由此拉開了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)制訂和產(chǎn)品開發(fā)的序幕.
2 PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)
PROF IBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)IS07498國際標(biāo)準(zhǔn)、以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為參考模型的。該模型共有7層.
PROF IBUS - DP定義了第1、2層和用戶接口, 3到7層未加描述,這種流體型結(jié)構(gòu)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖俸陀行?。直接?shù)據(jù)鏈路映像提供易于進(jìn)入第2層的用戶數(shù)據(jù)。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設(shè)備可調(diào)用的應(yīng)用功能,并詳細(xì)說明了各種不同PROF IBUS - DP設(shè)備的設(shè)備行為 。PROF IBUS - FMS定義了1、2、7層,應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范和低層接口 。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供可廣泛選用的強(qiáng)有力的通信服務(wù)。LL I協(xié)調(diào)不同的通信關(guān)系并提供不依賴設(shè)備的第2層訪問接口。第2層現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路可完成總線訪問控制和數(shù)據(jù)的可靠性[ 9 ]
PROF IBUS - PA PA 的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROF IBUS - PA PA 的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的行為的PA 行規(guī)。據(jù)IEC1158 - 2 標(biāo)準(zhǔn), PA 的傳輸技術(shù)可確保其本征安全性,而且可通過總線給現(xiàn)場設(shè)備供電。由于PROF IBUS - DP具有可靠性高、性能高、實(shí)時(shí)性好及其獨(dú)特的設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn),已被幾乎所有的生產(chǎn)廠商和用戶所接受。
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3 PROFIBUS - DP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
3.1 通訊原理
PROF IBUS - DP使用了第1 層(物理層) 、第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)和用戶接口層,由于工業(yè)上的特殊需要省略了3～6層 。模型的第1層相同,其主要功能是利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接,以透明地傳送比特流。它采用RS - 485協(xié)議,其傳輸技術(shù)為半雙工通信方式,傳輸速率在9. 6 k～12M bit·s- 1之間可選, 對應(yīng)的通訊距離在100 m～1 200 m,根據(jù)最大傳輸速率的不同,可選用雙絞線或光纖2 種傳輸電纜。一般來說在電磁干擾很大的環(huán)境下可使用光纖導(dǎo)體以增長高速傳輸?shù)淖畲缶嚯x。數(shù)據(jù)鏈路層: PROF IBUS - DP的數(shù)據(jù)鏈路層是比較復(fù)雜的一部分,它主要是通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議, 在不可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
PROF IBUS - DP網(wǎng)包括兩種介質(zhì)存取方式:令牌總線方式和主- 從方式可選用。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議媒體訪問控制(MAC)部分采用受控訪問的令牌總線和主從方式。主站間數(shù)據(jù)傳輸采用令牌總線方式 。令牌在總線上的各主站間傳遞,持有令牌的主站獲得總線控制權(quán),該主站依照關(guān)系表與從站或其它主站進(jìn)行通信。主站與從站之間的周期性數(shù)據(jù)傳輸采用主從方式,主站向從站發(fā)送或索取信息。應(yīng)用層: PROF IBUS - DP網(wǎng)沒有使用OSI參考模型的應(yīng)用層,而是自己定義了第8層———用戶層, 這一層與用戶接觸比較多,它主要定義了DP的功能、行規(guī)及擴(kuò)展功能。
3.2 PROFIBUS - DP的設(shè)備分類
3. 3. 11類DP主站(DPM1)
1類DP主站是中央控制器,它在預(yù)定的信息周期內(nèi)與分散的站(如DP從站)交換信息,并對總線通信進(jìn)行控制和管理。DPM1 可以發(fā)送參數(shù)給從站,讀取從站的診斷信息 。此外,還可以將控制命令發(fā)送給個(gè)別從站或從站組,以實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)和輸入數(shù)據(jù)的同步。下列設(shè)備可以做1類主站: ( 1) 集成了DP接口的PLC。( 2)沒有集成DP接口的CPU加上支持DP主站功能的通信處理器。(3)插有PROF IBUS 網(wǎng)卡的PC。( 4 ) IE /PB 鏈路模塊。(5) ET 200S/ET 200X的主站模塊] 。
3. 3. 22類DP主站(DPM2)
2類DP主站是編程器、組態(tài)設(shè)備或操作面板, 是DP網(wǎng)絡(luò)中的編程、診斷和管理設(shè)備。DPM2除了具有1類主站的功能外,在與1類DP主站進(jìn)行通信的同時(shí),可以讀取DP從站的輸入/輸出數(shù)據(jù)和當(dāng)前的組態(tài)數(shù)據(jù),可以給DP從站分配新的總站地址。下列設(shè)備可以做DPM2: ( 1) PC加_i_____PROF IBUS網(wǎng)卡可做2類主站。(2)操作員面板/觸摸屏。
3. 3. 3DP從站
DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備,它只與組態(tài)它的DP主站交換用戶數(shù)據(jù), 可以向該主站報(bào)告本地診斷中斷和過程中斷。
4.PROFIBUS與其他現(xiàn)場總線比較
目前除了過程現(xiàn)場總線PROF IBUS以外,較為流行的現(xiàn)場總線主要還有以下4種:基金會(huì)現(xiàn)場總線FF, 局部操作網(wǎng)絡(luò)LONWORKS, 控制局域網(wǎng)CAN, HART總線。
FF總線功能強(qiáng)大,支持本安裝系統(tǒng),實(shí)時(shí)性好, 總線供電,但如果主設(shè)備失效將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓,總線雖然性能突出,成本卻較高,協(xié)議也復(fù)雜,主要應(yīng)用于流程控制領(lǐng)域。.]LONWORKS總線開發(fā)平臺(tái). 完善,在樓宇自動(dòng)化、電力行業(yè)、測控系統(tǒng)和智能通信產(chǎn)品方面具有較大優(yōu)勢,由于行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)和歷史原因,在離散制造加工領(lǐng)域沒有優(yōu)勢 。CAN總線簡單可靠,抗干擾性強(qiáng),成本低,非常適合用作傳感器/執(zhí)行器總線,但它的速度慢,傳輸距離也有限,不能滿足有嚴(yán)格實(shí)時(shí)性要求的場合,其主要應(yīng)用于汽車檢測和控制。HART總線建立在目前廣泛采
用的模擬系統(tǒng)之上,技術(shù)上也充分考慮連續(xù)過程使用環(huán)境的需要,其技術(shù)本身還在不斷完善與更新,如需提高傳輸速率。與以上總線技術(shù)相比,PROFIBUS在以下幾方面顯現(xiàn)了它的應(yīng)用優(yōu)勢。
(1)由于PROF IBUS現(xiàn)場總線技術(shù)投運(yùn)時(shí)間較長,因而它的應(yīng)用范圍已滲透擴(kuò)散到電力拖動(dòng)的電力電子技術(shù)(如變頻調(diào)速器)等領(lǐng)域中。
(2 ) PROFIBUS 可遠(yuǎn)距離高速度傳輸數(shù)據(jù)。PROF IBUS - DP /FMS通信介質(zhì)為屏蔽雙絞電纜或光纖,傳輸速率為9. 6 k～12M bit·s- 1 ,傳輸距離為100～1 200 m,通過中繼器后傳輸距離還可加長 。
(3) PROF IBUS根據(jù)不同的應(yīng)用對象可靈活選取不同規(guī)格的總線系統(tǒng)。如簡單的設(shè)備一級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳送,可選用PROF IBUS - DP單主站系統(tǒng);稍微復(fù)雜一些的設(shè)備級(jí)高速數(shù)據(jù)傳送可選用PROF I2 BUS - DP多主站系統(tǒng);比較復(fù)雜一些的系統(tǒng)可以將PROFIBUS – DP與PROFIBUS- FMS混合選用,兩套系統(tǒng)可方便地在同一根電纜上同時(shí)操作,無需附加任何轉(zhuǎn)換裝置 。
(4) PROF IBUS具有本征安全的優(yōu)勢。目前各種現(xiàn)場總線技術(shù)中考慮本征安全的只有PROF IBUS與FF。而FF的部分協(xié)議及成套硬件支撐尚未完善,可以說目前過程自動(dòng)化中現(xiàn)場總線技術(shù)的成熟解決方案是PROF IBUS - PA。它只需一條雙絞線就既可傳送信息又向現(xiàn)場設(shè)備供電,由于總線的操作電源來自單一供電裝置,它就不再需要絕緣裝置和隔離裝置,設(shè)備在操作過程中進(jìn)行的維修、接通或斷開,即使在潛在的爆炸區(qū)也不會(huì)影響到其它站點(diǎn)。使用分段式耦合器PROF IBUS - PA 可以很方便地集成到PROF IBUS - DP網(wǎng)絡(luò)上,使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。PROF IBUS - DP總線上可掛接的設(shè)備有PROF IBUS - PA 總線變送器和執(zhí)行器等。經(jīng)過擴(kuò)展的PROF IBUS - DP診斷能對故障進(jìn)行快速定位,診斷信息在總線上傳達(dá)輸出并由主站采集,診斷信息分為3級(jí):本站診斷操作、模塊診斷操作和通道診斷操作。
(5) PROF IBUS具有硬件支持。由于PROF I2BUS協(xié)議芯片具有廣泛的系列,故PROF IBUS協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)既簡單又便宜。原則上, PROFIBUS協(xié)議在任何微處理器上都可實(shí)現(xiàn),同時(shí)在微處理器內(nèi)部或外部裝上異步串行口即可,但當(dāng)傳輸速度超過500 kbit/ s或需要聯(lián)接使用IEC1158 - 2 傳輸技術(shù)時(shí),要用西門子公司ASIC協(xié)議芯片 。
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5.PROFIBUS應(yīng)用發(fā)展趨勢分析
5. 1 網(wǎng)絡(luò)兼容與標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一
目前的普遍觀點(diǎn)是將來肯定會(huì)出現(xiàn)許多種現(xiàn)場總線并存的情況,這是由各種總線技術(shù)的特點(diǎn)、適用場合及大公司、集團(tuán)的既得利益所決定的。各種現(xiàn)場總線技術(shù)相互融合、合理搭配真正形成開放的互聯(lián)系統(tǒng)將是現(xiàn)場總線下一步的發(fā)展趨勢。在單元級(jí)和現(xiàn)場級(jí)使用的PROF IBUS和在管理級(jí)使用的工業(yè)以太網(wǎng)TCP / IP構(gòu)成一個(gè)自上而下的統(tǒng)一和透明的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PROFIBUS與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合[、與安全技術(shù)的結(jié)合,將是未來自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。由此可見,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的兼容使得PROF IBUS在更多方面如生產(chǎn)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和樓宇自動(dòng)化等領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用, 證明其強(qiáng)大、靈活的功能,并在眾多的現(xiàn)場總線技術(shù)中占據(jù)首要地位。
5. 2PROF IBUS產(chǎn)品開發(fā)
在近幾年內(nèi),國產(chǎn)現(xiàn)場總線技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用主要是在現(xiàn)場設(shè)備及儀表領(lǐng)域。主要產(chǎn)品可能是與電力驅(qū)動(dòng)有關(guān)的產(chǎn)品,如傳感器類、專用控制設(shè)備及分布式控制系統(tǒng) 。PROF IBUS產(chǎn)品開發(fā)已有適用的。但國內(nèi)經(jīng)過認(rèn)證的PROF IBUS產(chǎn)品還很少?，F(xiàn)場總線技術(shù)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的概念早己被市場所認(rèn)知。國外產(chǎn)品力求在競爭中獲勝并占據(jù)中國市場,雖然稱為開放的現(xiàn)場總線,但是其核心技術(shù)卻只對成員開放,我們在某些深層次的技術(shù)和應(yīng)用仍依賴于國外公司,在此基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展越來越困難。因此,開發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PROF IBUS接口卡件和上位機(jī)軟件,構(gòu)建自己的基于PROFIBUS的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)勢在必行。
6 結(jié)術(shù)語
在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)還難以統(tǒng)一現(xiàn)場總線的國際標(biāo)準(zhǔn),因此仍然會(huì)保持幾種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)并存的局面。這不僅會(huì)給用戶的選擇帶來不便,而且也會(huì)使現(xiàn)場總線間的競爭日益加劇。目前,由于PRO2 F IBUS的自身性能等各方面的優(yōu)勢以及PLC各大生產(chǎn)商的支持,再加上其他總線的標(biāo)準(zhǔn)遲遲得不到完善, PROF IBUS將會(huì)有更大的發(fā)展空間,有望成為在國際上推廣速度最快、用戶最多、應(yīng)用范圍最廣及最有發(fā)展前景的現(xiàn)場總線。
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