现场总线安装技术

3.3 布线规则
(1) 不同电压等级的电缆分线槽布线 Category I: 低于24V通讯电缆及现场总线电缆 Category II: 直流 > 60 V 且 < 400 V 交流 > 25 V 且 < 400 V Category III: 直流或交流> 400 V Category IV: 防雷击可能的电缆
三、网络安装规范

3.3 布线规则
电缆槽架之间也的连接应该保证用金属连接部件大面积连接处理，同时注意“接地”的 连接。
(1) 不同电压等级的电缆分线槽布线
三、网络安装规范

3.3 布线规则
下表列出了Profibus电缆（屏蔽数据电缆）和其它电缆间的最小距离。
(1) 不同电压等级的电缆分线槽布线
三、网络安装规范
二、网络硬件
2.2.1.2 PA电缆
类型2：PA采用符合IEC 61158-2标准的传输技术。这种技术确保本质安全并 通过总线直接给现场设备供电。数据传输使用非直流传输的位同步、曼彻斯特 编码线协议（也称H1编码）。传输速率为31.25 K bit/s。 Profibus-PA的传输介质采用2芯电缆，它的特性不是标准的,也未作规定。 秦岭工程中采用类型A电缆。
Profibus网络分为DP和PA两类，这里我们从最基本的网络硬件着手， 介绍Profibus的网络连接方式。
二、网络硬件
概述
Profibus网络主要涉及到的硬件包括：Profibus接口，通讯介质， Profibus插头，中继器，光电转换器以及有源终端电阻等。
二、网络硬件
2.1 Profibus接口
二、网络硬件

2.2.4 终端电阻
二、网络硬件

2.2.4 终端电阻
在一个物理网段中，但是如果终端和总线电缆阻抗不匹配，则最大通讯距离会减少 一半。 因而，在一个物理网段中，应该保证在网络的两个终端各有一个终端电阻，不能增 加也不能减少，否则我们的总线上的网线与终端电阻将会出现不匹配的问题。这就 意味着，如果终端站点出现问题，则有可能会影响到整个网络的通讯质量，因而除 了使用Profibus connector上自带的终端电阻，西门子还提供了有源的终端电阻设 备（图12）。
二、网络硬件

2.2.6 光电转换器
冗余环网拓扑结构。
三、网络安装规范
了解了Profibus的各个网络器件，这里就Profibus安装的注意事项进行介绍，同 时会结合一些现场的实例加以说明。
三、网络安装规范

3.1 网络拓扑规则
根据RS485传输技术，理论上每个DP网段的长度和传输的速率对应关系如下表所示：
二、网络硬件

2.2.4 终端电阻
阻抗不连续：信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有（例如：短路） 或者阻抗很大（例如：断线），信号在这个地方就会引起反射。 这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消 除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的 终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通 讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻（图10）。

3.3 布线规则
(1) 不同电压等级的电缆分线槽布线 高电压，大电流的动力电缆，与小电压和小电流的电缆应该是分线槽布线，同时线槽应 盖上盖板，尽量全封闭；如果现场无法分线槽布线，则将两类电缆尽量远离，中间 加金属隔板进行隔离，同时金属线槽要做接地处理（下图）。
三、网络安装规范

3.3 布线规则
(1) 不同电压等级的电缆分线槽布线
Profibus接口是RS485串口，一般采用SUB-D 型接口，其管脚定
义为：
二、网络硬件
2.1 Profibus接口
一般主站或者从站板卡都采用该接口。该接口外部的金属部分一般连接 到主站或者从站板卡的内部的“PE”。而当主站板卡安装在底板上时， 其“PE”与底板是连通的，此时如果将安装底板在电气柜内做接地处理 ，则该SUB-D接口的外部金属部分也是接地的。
二、网络硬件

2.2.3 Profibus插头
需要注意的是，Profibus插头有一种带编程口（PG口）的，建议至少每个网段 的两个终端站点处的插头尽量使用带编程口的（见图8，左侧的插头），便于系 统的诊断和维护。
二、网络硬件

2.2.4 终端电阻
Profibus电缆的两端应该连接终端电阻。终端电阻是为了消除在通信电缆中的信 号反射在通信过程中，有两种原因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。
二、网络硬件
PA电缆特性
PA电缆区别于DP电缆的最大不同点： 通过总线直接给现场设备供电。
二、网络硬件
PA电缆外形
标准PA电缆为屏蔽双绞电缆，其中数据线有两根：A-绿色和B-红色，电缆的外部包 裹着编织网和铝箔两层屏蔽，最外面是黑色的外皮（下图）。
二、网络硬件
剥线工具
为了方便将Profibus的外皮以及屏蔽层按照固定的长度进行切除，减少剥线 的时间和剥线过程中将电缆破坏或者造成短路的可能，秦岭项目还提供了 Profibus快速剥线工具（见下图）。
三、网络安装规范

3.2 网络安装规则
DP电缆在插头内接线时，须将屏蔽层剥开，压在插头内的金属部分，该金属部分 与当Sub-D插头外部的金属部分相连，当将插头插在主站或者从站等设备的DP口上 时，则通过设备连接到了安装底板，而安装底板一般是连接在柜壳上并接地的，从 而实现了屏蔽层的接地。
(1)屏蔽层多点接地
现场总线安装技术
内容提要
一．Profibus概述
二．Profibus网络硬件
三．Profibus网络安装规范
四．实际中的问题
意义
随着Profibus的大量应用，许多用户开始接触并使用了现场总线 。但由于用户对现场总线技术的了解程度不同，再加上现场施工情况 复杂，因而很有可能导致许多项目的现场总线通讯上可能存在着一些 隐患，如果不能及时发现和处理，将有可能导致系统出现通讯故障， 从而影响整个系统的正常运行。
三、网络安装规范

3.2 网络安装规则
由于接地有利于保护PLC设备以及DP通讯口，因此对于所有的Profibus站点都要 求进行接地处理，即“多点接地”。
(1)屏蔽层多点接地
三、网络安装规范

3.2 网络安装规则
(2)Profibus电缆屏蔽与等电势连接 屏蔽对于Profibus铜电缆来说非常重要。它将数据电缆进行屏蔽，从而避免了干扰。为 了使屏蔽有效，必须将其与等电势连接系统相连。未接地的屏蔽没有任何作用。 Profibus铜电缆屏蔽必须在各点与等电势连接系统相连： Profibus-DP电缆屏蔽层与DP设备屏蔽夹(或端子)可靠连接，在每个站将Profibus-DP 电缆屏蔽层与等电势连接系统相连 。
二、网络硬件

2.2.4 终端电阻
有源终端电阻可以单独供电，安装在网段的两端，保证网段内任何一个设备出现问 题，都不会影响网络的电阻匹配的问题。
二、网络硬件

2.2.5 RS485中继器
按照RS485串口通讯的规范，当网络中的硬件设备超过32个，或者波特率对应的网 络通讯距离已经超出规定范围时，就应该使用RS485中继器来拓展网络连接。 Profibus通讯属于RS485通讯的一种，因而也遵循这样的原则，及如果网络中实际连 接的硬件超过32个时，或者所对应的波特率超过一定的距离时，则需要增加相应的 RS485中继器来进行物理网段的扩展。
二、网络硬件
剥线工具
二、网络硬件
剥线工具
DP电缆与SUB-D 型接口的连接。
二、网络硬件
2.2.2 光纤及接口
光纤通讯具有很多优点，比如传输距离远，抗电磁干扰性好，且光 纤尺寸小，重量轻，耐腐蚀性好，便于敷设等。当然也有缺点：光纤弯 曲半径不能过小，光纤连接处及终端不容易处理等等。 按光在光纤中的传输模式不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤
目的
重点介绍如何在现场正确的安装和使用相关Profibus的网络元件和
设备，帮助用户在使用Profibus现场总线的过程中从硬件安装的角度尽量
减少问题的发生，从而尽量减少整个网络使用中出现故障的概率。
一、Profibus概述
Profibus网络通讯本质
Profibus网络通讯的本质是RS485串口通讯。
当终端电阻设臵为“On”时，表示一个物理网段的终结，因此连接在出线端 口“Out”后面的网段的信号也将被中断。因此，在每个物理网段两个终端站点 上的插头，需要将网线连接在进线口“In”，同时将终端电阻设臵为“On”，而 位于网段中间的站点，需要依次将网线连接在进线口“In”和出线口“Out”， 同时将终端电阻设臵为“Off”。（下图）
三、网络安装规范

3.2 网络安装规则
(2)Profibus电缆屏蔽与等电势连接 直接接入Profibus电缆的Profibus站一般来说，都提供了接入等电势连接系统的手段。 DP电缆屏蔽层与设备屏蔽端子或屏蔽电缆卡可靠连接，设备屏蔽地接至电气地，电 缆根据长度选择4－8mm2。
三、网络安装规范
二、网络硬件
DP电缆特性
秦岭项目采用类型A电缆。
二、网络硬件
DP电缆外形
标准DP电缆为屏蔽双绞电缆，其中数据线有两根：A-绿色和B-红色，分别连接DP 接口的管脚3（B）和8（A），电缆的外部包裹着编织网和铝箔两层屏蔽，最外面是 紫色的外皮（下图）。加上外壳后电缆直径8.0+/-0.5mm。
当各站点通过插头连接以及网线连接到网络上时，根据RS485串口 通讯的规范，每个物理网段支持32个物理设备，且在物理网段终端的 站点应该设臵终端电阻防止浪涌保证通讯质量。而每个Profibus插头 上，都内臵了终端电阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。