西门子PROFIBUS接头6ES7972-0BB12-0xA0

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西门子PROFIBUS接头6ES7972-0BB12-0xA0        西门子PROFIBUS接头6ES7972-0BB12-0xA0 

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产品介绍:

  • 用于PROFIBUS的RS485总线连接器,可用于连接PROFIBUS节点或PROFIBUS网络部件到PROFIBUS总线电缆。提供有各种类型的总线连接器,可优化用于连接的设备: 总线连接器具有轴向电缆引出线(180°)可用如PC和SIMATICHMIOP,传输速率高达12Mbit/s,带集成的总线端接电阻带垂直电缆引出线的总线连接器(90°)这种接头采用垂直电缆引出线(有或没有编程器接口)
    数据线端接电阻带垂直电缆引出
    线的总线连接器(90°)这种接头采用垂直电缆引出线(有或没有编程器接口),,数据传输速率高达12Mbit/s,带集成的终端电阻。传输速率为3、6或12Mbit/s时,在带编程器接口的总线接头和编程器之间,需要使用SIMATICS5/S7连接电缆。有30电缆引出线的总线接头(经济型)无编程器接口,数据传输速率较大为1.5Mbit/s,无集成的总线端接电阻,,PROFIBUS**连接RS485总线接头(90°或180°电缆引出线),传输速率较大为12Mbit/s,采用绝缘刺破技术可实现**简单安装(用于硬线和软线)。总线连接器可直接插入到PROFIBUS站或PROFIBUS网络组件PROFIBUS接口(9 针SubD接口)中,可使用4个端子在插头中连接进入和离开的PROFIBUS电缆。通过从外部清晰可见的便于接触的开关,可以连接总线连接器中集成的总线端接器(不适用于6ES7972-0BA30-0xA0),,在此过程中连接器中的进线和出线总线电缆是分开的(隔离功能)必须在PROFIBUS 网段的两端进行这种连接。适用于宽温度范围(25 °C 至 +60 °C)并具有优异防恶劣环境性能(覆膜涂层)的SIPLUS模块软总线电缆不适用于这种接头,当DP接口占用时,不能使用 MPI/DP接口:在分配了IFM2接口时.不能与IFM1接口结合

    使用。
    西门子DP总线连接器/代理,DP总线连接器适用于宽温度范围(-25 °C 至 +60 °C)并具有优异防恶劣环境性能(覆膜涂层)的SIPLUS模块2)软总线电缆不适用于这种接头,西门子DP总线连接器/代理由于其连接方法**简捷,可**调试因采用冗余网络拓扑结构,具有高可用性采用简单有效的信令概念,持续监控网络部件,通过工厂范围内的时钟控制,可实现整个工厂范围内基于时间的准确事件分配由于现有网络容易扩展,且无任何不利影响,具有高度灵活性是系统范围内实现联网的基础(垂直集成)是PROFINET的基础由于在必要时可通过交换技术获得扩展性能,以太网的通讯性能几乎不受限制可实现不同应用领域的联网,例如办公环境与生产环境用于苛刻工业环境的网络部件通过具有RJ45技术的 FastConnect 电缆接线系统进行**本地组装通过高速冗余和冗余电源实现故障安全网络通过持续的兼容性,开发而获得投资保护因具有接口选件,可通过WAN(广域网)并使Internet 服务实现公司范围内的通讯通过SCALANCEW,西门子公司的IWLAN(工业无线局域网)为无故障地连接具有可靠无线通讯功能的移动站提供了基础工业无线局域网(IWLAN)的数据储备**漫游,用于不同网络接入点间移动站的**传播通过采用西门子 SCALANCES和SOFTNET 安全客户端的安全概念,能够保护网络与数据控制层上大量数据的千兆通讯,如 WinCC,web应
    用程序,,多媒体应用程序等,西门子DP总线连接器/代理PROFINET基于工业以太网,PROFINET实现了现场设备(IO 设备)与控制器(IO控
    制器)的直接通讯,并可提供运动控制应用等时驱动控制解决方案。通过组件的工程与组态(基于组件的自动化),PROFINET还支持分布式自动化系统。

  • 总线连接器 
    6ES7 972-0BA52-0A0 90 度电缆出线
    6ES7 972-0BB52-0A0 90 度电缆出线
    6ES7 972-0BA50-0A0 **连线网络接头(不带编程口)
    6ES7 972-0BB50-0A0 **连线网络接头(带编程口)
    6ES7 972-0BA12-0A0 90度网络接头(不带编程口)
    6ES7 972-0BB12-0A0 90度网络接头(带编程口)
    6ES7 972-0BA42-0A0 代替34.35
    6ES7 972-0BB42-0A0 DP, 总线连接
    6ES7 972-0BA41-0A0 35度网络接头(不带编程口)
    6ES7 972-0BB41-0A0 35度网络接头(带编程口)
    6GK1 500-0EA02 无角度网络接头(不带编程口)
    6GK1 500-0FC00 无角度**连线网络接头(不带编程口)

【产品安装示意图】

【产品功能】

  1. 用于将 PROFIBUS 节点连接到 PROFIBUS 总线电缆

  2. 安装方便

  3. FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技术,可确保极短的组装时间

  4. 集成端接电阻 (6ES7 972-0BA30-0A0 中不具有)

  5. 通过带 Sub-D 接口的连接器可以连接编程器,无需额外安装网络节点

  6.  

  7. Area of application

  8. 用于 PROFIBUS 的 RS485 总线连接器,可用于连接 PROFIBUS 节点或 PROFIBUS 网络部件到 PROFIBUS 总线电缆。

  9.  

  10. Design

  11. 提供有各种类型的总线连接器,可优化用于连接的设备:

  1. 总线连接器具有轴向电缆引出线(180°),可用于如 PC 和 SIMATIC HMI OP,传输速率高达 12 Mbit/s,带集成的总线端接电阻

  2. 带垂直电缆引出线的总线连接器(90°);

  3. 这种接头采用垂直电缆引出线(有或没有编程器接口),数据传输速率高达 12 Mbit/s,带集成的终端电阻。传输速率为 3、6 或12 Mbit/s 时,在带编程器接口的总线接头和编程器之间,需要使用 SIMATIC S5/S7 连接电缆。

  4. 有 30°电缆引出线的总线接头(经济型),无编程器接口,数据传输速率为 1.5 Mbit/s,无集成的总线端接电阻。

  5. PROFIBUS **连接 RS485 总线接头(90°或 180°电缆引出线),传输速率为 12Mbit/s,采用绝缘刺破技术可实现**简单安装(用于硬线和软线)。

  6.  

  7. Functions

  8. 总线连接器可直接插入到 PROFIBUS 站或 PROFIBUS 网络组件的 PROFIBUS 接口(9 针 Sub-D 接口)中。

  9. 可使用 4 个端子在插头中连接进入和离开的 PROFIBUS 电缆。

  10. 通过从外部清晰可见的便于接触的开关,可以连接总线连接器中集成的总线端接器(不适用于 6ES7 972-0BA30-0A0)。在此过程中,连接器中的进线和出线总线电缆是分开的(隔离功能)。

  11. 必须在 PROFIBUS 网段的两端进行这种连接。

西门子网络连接器有编程口 【产品技术指导】

【产品资料】

6AG1500-0EA02-2AA0

SIPLUS NET PB ConNECTOR FOR -25 ... +60 DGR C AND MED baseD ON 6GK1500-0EA02

?

6AG1972-0BA12-2XA0

SIPLUS DP PB ConNECTOR W R - 90 DEGREES CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BA12-0A0

?

6AG1972-0BB12-2XA0

SIPLUS DP PB-ConNECTOR M R - M PG - 90 DGR CABLE OUTLET -25 ... +70 DEGREES C WITH ConFORMAL COATING baseD ON 6ES7972-0BB12-0A0

6ES7972-0BA12-0A0

SIMATIC DP,总线连接器,用于PROFIBUS,高达12 MBIT/S,90度出线电缆(W X H X D):15,8 X 54 X 34 MM,端接电阻,带隔离

?

6ES7972-0BA30-0A0

BUSANSCHLUSS-SIMATIC DP,总线连接器,用于PROFIBUS,带斜出线电缆,绝缘刺破连接装置(W X H X D)15 X 58 X 34 MM,高达1.5 MBIT/S,无 LAN端接电阻

6ES7972-0BA42-0A0

SIMATIC DP,总线连接器,用于 PROFIBUS UP,传输速率达 12 Mbit/s,带弯式电缆引出口,15.8 X 54 X 39.5 mm(宽 x 高 x 深),端接电阻器,带隔离功能,无编程器插口

6ES7972-0BA52-0A0

SIMATIC DP, 连接 PROFIBUS(高达 12Mbit/s)的总线连接器,90 度电缆出线,15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY **连接,无 PG 插

?

6ES7972-0BA60-0A0

SIMATIC DP,总线连接器,用于PROFIBUS,高达12 MBIT/S,35度出线电缆(WX H X D):16 X 72.7 X 34 MM,IPCD **连接技术,

6ES7972-0BA70-0A0

SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15.8 X 72.2 X 36.4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITHOUT PG SOCKET

6ES7972-0BB12-0A0

SIMATIC DP,总线连接器,用于PROFIBUS,高达12 MBIT/S,90度出线电缆(W X H X D):15.8 X 54 X 34 MM,端接电阻,带隔离

6GK1500-0FC10

PB FC RS 485 PLUG 180, PB-PLUG WITH FASTConNECT ConNECTOR AND AXIAL CABLE- OUTLET F. INDUSTRY PC, SIMATIC OP, OLM, TRANSMISSION RATE: 12 MBIT/S, TERMINATING RESISTOR WITH SERAR. FUNCTION, PLASTIC HOUSING

6GK1500-0EA02

SIMATIC NET,PB 总线连接器,带有用于工业 PC,SIMATIC OP,OLM 的轴线电缆引出端;传输速率 12Mbit/s;带隔离功能的终端电阻 金属外壳

6ES7972-0BB70-0A0

SIMATIC DP,BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S 90 DEGREE ANGLE CABLE OUTLET, 15,8 X 72,2 X 36,4 MM (WXHXD), IPCD TECHOLOGY FAST CONNECT, WITH PG SOCKET

6ES7972-0BB60-0A0

SIMATIC DP,总线连接器,用于PROFIBUS,高达12 MBIT/S,35度出线电缆(WX H X D):16 X 72.7 X 34 MM,IPCD **连接技术,

西门子网络连接器有编程口

6ES7972-0BB52-0A0

SIMATIC DP, 连接 PROFIBUS(高达 12Mbit/s)的总线连接器,90 度电缆出线,15.8 X 59 X 35.6 mm(W X H X D),IPCD TECHOLOGY **连接,带 PG 插座

6ES7972-0BB42-0A0

SIMATIC DP, BUS ConNECTOR FOR PROFIBUS UP TO 12 MBIT/S WITH TILTED CABLE OUTLET, 15,8 X 54 X 39,5 MM (WXHXD), TERMINAT. RESIST. WITH ISOLAT. FUNCTION, WITH PG SOCKET

 

 

 

 

其它介绍:
 

西门子PROFIBUS接头6ES7972-0BB12-0xA0

485通信是否要接地?应如何接地?

 据长期从事该项技术工作的同志讲:RS485通信短距离(800m以内)的一般可使用无屏蔽的普通双绞线干扰较重时可使用带屏蔽层的双绞线(屏蔽层空悬/或只一端接地——要与强电地特别是变频器地分开)信号地一般空悬(不接线),如果接地不好反而不能正常通信。

      多数网友也是以上这个意见。但也有部分网友认为:应将互联设备共地;否则,如果接收端有较高共模输入,就有可能损坏接收端器件。

多数情况下,连接RS-485通信链路时只需简单地用一对双绞线将各个接口的“A”“B”端分别连在一起,而将信号地空悬——这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但应注意以下两个问题:

(1)共模干扰问题:RS-485接口采用差分方式接收输入信号,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两根输入线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了接收器有一定的共模电压范围,RS-485接收器共模电压范围为-7+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作。当通信线路中共模电压超出该范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口。

(2)电磁辐射问题:驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通道,如果没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

1.          输出方式的选择

开关量输出模块有三种输出方式:继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出。继电器输出的价格便宜,既可以用于驱动交流负载,又可用于直流负载,而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小,同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强。但它属于有触点元件,其动作速度较慢、寿命短,可靠性较差,因此,只能适用于不频繁通断的场合。当用于驱动感性负载时,其触点动作频率不超过1Hz

对于频繁通断的负载,应该选用双向晶闸管输出或晶体管输出,它们属于无触点元件。但双向晶闸管输出只能用于交流负载,而晶体管输出只能用于直流负载。

2.输出接线方式的选择   PLC的输出接线方式的不同,一般有分组式输出和分隔式输出两种,

如图5-16所示。

分组式输出是几个输出点为一组,共用一个公共端,各组之间是分隔的,可分别使用不同的电源。而分隔式输出的每一个输出点有一个公共端,各输出点之间相互隔离,每个输出点可使用不同的电源。主要应根据系统负载的电源种类的多少而定。一般整体式PLC既有分组式输出,也有分隔式输出。

3.输出电流的选择

输出模块的输出电流(驱动能力)必须大于负载的额定电流。用户应根据实际负载电流的大小选择模块的输出电流。如果实际负载电流较大,输出模块无法直接驱动,可增加中间放大环节。

4.同时接通的输出点数量

选择输出模块时,还应考虑能同时接通的输出点数量。同时接通输出的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值。如一个220V/2A8点输出模块,每个输出点可以通过2A的电流,但输出公共端允许通过的电流不是16A8X2)通常要比此值小得多。一般来说,同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60%。

5.输出的**负载电流与负载类型、环境温度等因素的关系

1FX系列PLC的输出技术指标,它与不同的负载密切相关。另外,双向晶闸管的**输出电流随环境温度升高会降低,在实际使用中也应注意。

 

西门子DP总线逐渐在工业现场推广,不少设备不但具有传统仪表的功能,而且还具备现场总线的功能、在DCS中,西门子DP总线被广泛应用。现场总线在使用中需要注意以下几个问题:

1)通信距离。西门子DP总线的通信距离一般有一定的要求,例如,PROFIBUS/DP在12Mbps速率时,采用标准电缆,可以达到200m,如果采用187.5kbps速率,可以达到1 000m。通信距离有两层含义,**个,是两个节点之间不通过中继器能够实现的距离,一般来说,距离和通信速率成反比;另一个,是整个网络**远的两个节点之间的距离。往往在厂家的介绍材料中对于此类的描述不够清楚,在实际使用中,必须考虑整个网络的范围,电磁波信号在电缆中传递是需要时间的,特别在—些高速的现场总线中,如果增大距离,就必须对一些通信参数进行修改;

2)线缆选择。现场的环境决定现场总线的通信速度和通信介质。一般而言,西门子DP总线线采用电信号传递数据,在传输的过程中不可避免地收到周围电磁环境的影响。大多数现场总线采用屏蔽双绞线。必须注意的是,不同种类现场总线要求的屏蔽双绞线可能是不同的。现场总线的开发者一般规定一种特制的线缆,在正确使用这种线缆的条件下才能实现规定的速率和传输距离。在电磁条件极度恶劣的条件下,光缆是合理的选择,否则局部的干扰,可能影响整个现场总线网络的工作;

3)隔离。一般来说,西门子DP总线的电信号与设备内部是电气隔离的。现场总线电缆分布在车间的各个角落,一旦发生高电压串入,会造成整个网段所有设备的总线收发器损坏。如果不加以隔离,高电压信号会继续将设备内部其他电路损坏,导致严重的后果;

4)屏蔽。西门子DP总线采用的屏蔽电缆的外层必须在一点良好接地,如果高频干扰严重,可以采用多点电容接地,不允许多点直接接地,避免产生地回路电流;

5)连接器。现场总线一般没有对连接器做严格的规定,但是如果处理不当,会影响整个系统通信。例如,现场总线一般采用总线型菊花链连接方式,在连接每一个设备时,必须注意如何不影响在现有通信的条件下,实现设备插入和摘除,这对连接器就有一定的要求;

6)终端匹配。西门子DP总线信号和所有电磁波信号一样具有反射现象,在总线每一个网段的两个终端,都应该采用电阻匹配,**个作用可以吸收放射,第二个作用是在总线的两端实现正确的电平,保证通信。因此,现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成,它的出现和**发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。

1 PROFIBUS 概述

PROFIBUS网络通讯的本质是RS485串口通讯,按照不同的行业应用,主要有三种通讯行规:DP(Decentralized Peripherals),FMS(Field Message Specification)和PA(Process Automation)行规。

其中DP通讯的方式在OSI参考模型中主要使用第1、2、7层,因此PROFIBUS DP网络的通讯速度较快,且报文简单(表1)。

第7层

(应用层)

DP设备行规

FMS设备行规

PA设备行规

基本功能

扩展功能

基本功能

扩展功能

DP用户接口     直接数据链路映象程序(DDLM)

应用层接口

(ALI)

DP用户接口     直接数据链路映象程序(DDLM)

第3~6层

 

(并没有省略)

 

第2层(数据链路层)

数据链路层                 现场总线数据链路(FDL)

数据链路层          现场总线数据链路(FDL)

IEC接口

第1层

(物理层)

物理层

(RS485/光纤)

物理层

(RS485/光纤)

IEC61158-2

表1  三种PROFIBUS的通讯行规的OSI模型

随着现场总线的应用领域不断扩大,PROFIBUS技术也在不断的发生着变化,例如FMS行规目前已经不再使用,而DP和PA的应用会越来越多,另外类似Motion Control with PROFIBUS 和PROFIsafe 等新的行规也都会随着应用而逐渐普及。

但无论那种行规,涉及到的硬件和网络形式基本都是一致的(PA除外)。因此这里我们从**基本的网络硬件着手,介绍PROFIBUS的网络连接方式。

2 PROFIBUS网络硬件

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,诊断中继器,OLM以及有源终端电阻等。

2.1 PROFIBUS接口

PROFIBUS接口是RS485串口,一般采用SUB-D female的接口,其管脚定义为:

 

 image004.jpg

一般CPU或者CP板卡都采用该接口。该接口外部的金属部分一般连接到CPU或者CP的内部的“PE”。而当CPU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。

2.2 通讯介质

关于通讯介质,在表1的OSI模型中已经规定:PROFIBUS网络支持RS485的电缆和光纤两种通讯介质。当然,现在也有支持无线通讯的设备,但我们目前面对的主要还是有线介质的用户。

 

2.2.1 PROFIBUS 电缆

PROFIBUS(类型1)介质是一根屏蔽双绞电缆,屏蔽可以提高电磁兼容(EMC)能力。

类型1:NRZ位编码与EIA RS-485信号结合,目的是降低总线耦合器成本,耦合器可以使站与总线之间电气隔离或非电气隔离;需要总线终端器,特别在较高数据传输速率(达到1500 k bits/s)时更需要。类型1规范描述平衡的总线传输,符合美国标准EIA RS-485(EIA: 电气工业协会;RS-485: 平衡的数字多点系统中使用的收/发器的电特性标准)。在双绞线两端的终端器使得类型1的物理层支持高速数据传输。传输速率≤93.75 kbits/s时,**电缆长度为1.2km 。对1500 kbits/s的速度,**长度减到70/200m(对B/A型电缆)。

PROFIBUS电缆的特性阻抗应在100Ω到220Ω之间,电缆电容(导体间)应该<60pF/m,导线截面积应≥0.22mm2(24 AWG)。电缆选择标准参见美国标准EIA RS-485的附录。

两类电缆的特性:

电缆参数

A型

B型

阻抗

 

135Ω-165Ω

 

(f=3到20MHz)

 

100Ω-130Ω

 

(f>100kHz)

电容

<30pF/m

<60pF/m

电阻

≤110Ω/Km

-

导线截面积

≥0.34mm2 (22AWG)

≥0.22mm2(24AWG)

表2  电缆规格

下面的表指出两类电缆(A和B)对不同传输速度时的**长度

 

 

波特率

[kbit/s]

9.6~93.75

187.5

500

1500

3000~12000

 

A型电缆

长度(m)

1200

1000

400

200

100

 

B型电缆

长度(m)

1200

600

200

70

 

表3  不同传输速度时的电缆长度

标准PROFIBUS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,**外面是紫色的外皮(图1)。

 image006.jpg

图1  标准PROFIBUS电缆

 

标准的PROFIBUS电缆一般都是A类电缆。

除了标准PROFIBUS电缆,还有许多其它特殊类型的电缆可以用于特定的环境:

 

image008.jpg 

图2  各种类型的PROFIBUS电缆

 

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,西门子还提供了PROFIBUS**剥线工具(订货号:6GK1 905-6AA00)(见图3)。

 image010.jpg

图3  PROFIBUS**剥线工具

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(图4)。

image012.gif 

图4  光纤的分类

多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

单模光纤:中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯。

在现场总线的规范中,定义了光纤可以做为现场总线的通讯介质。西门子可以使用光纤的PROFIBUS设备有:带光纤接口的CP板卡及模板(如CP5613 A2 FO, CP3425-FO等), OLM和OBT。

光纤主要涉及到选型的问题,因为通讯距离与光纤的类型有很大关系,而且并非所有的设备都能支持多种类型的光纤。因此需要注意设备与光纤以及接头的选型。这可以通过OLM的选型来了解。

OLM接口及匹配光纤看如下表格:
OLM/                                      P11      P12      G11      G12       G11-1300     G12-1300
 
接口
--电气                                      1           1            1           1              1                     1
--光纤(BFOC)                     1           2            1           2              1                     2
可连光纤
--塑料  
(如:6XV1 821-0AT10)        
980/100um                            80m       80m        --            --             --                   --
--PCF  
(如:6XV1 861-2A)              
200/230um                           400m      400m      --            --             --                   --
--石英玻璃     
(如:6XV1 820-5BT30) 
单模 (10/125um)                      --           --           --            --            15km            15km                                                                                     
多模 (50/125um)                      --           --          3km       3km         10km            10km
多模 (62.5/125um)                   --           --          3km       3km         10km            10km 
表4  OLM的接口及其光纤选型
表中列出了塑料光纤、PCF光纤和玻璃光纤主要的应用场合,与OLM相关的设备基本上都是BFOC接头类型。
光纤可以选择预装了接头的(如购买时已经安装了BFOC接头),但如果事先不知道距离,也可以选择单独购买光纤和接头。但一般玻璃光纤的BFOC接头都需要专业人士来安装。
除了OLM,其它的带有光纤接口的设备包括:OBT / CP342-5 FO / IM467 FO / CP5613 FO / IM153-2 FO,这些设备使用的光纤一般使用的是简单接头(Simplex plug),且有两种光纤可以选择:
A.塑料光纤 980/100um        50m   (如:6XV1 821-0AT10)       
B.PCF光纤200/230um       300m    (如:6XV1 861-2A)
C.接头 Simplex plug :            6GK1 900-0KB00-0AC0

 

这里再总结一下两种接头的订货号:
                       玻璃光纤的BFOC connector :           6GK1 901-0DA20-0AA0
                       塑料光纤的PCF Simplex plug :    6GK1 900-0KB00-0AC0
                                   BFOC plug :              6GK1 900-0HB00-0AA0
      

                   image014.jpg              image016.jpg

    
                          图5 Simplex plug                                         图6  BFOC接头
如果希望自己完成接头的焊接工作,可以订工具箱(图7):
工具箱    PCF Simplex plugs:  6GK1 900-0KL00-0AA0
             BOC plugs:        6GK1 900-0HL00-0AA0

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图7  熔接工具箱

但如果是玻璃光纤还是建议找专业的人员和设备来熔接。

 

2.2.3 PRFOBUS插头

 

PROFIBUS插头用于连接PROFIBUS电缆和PROFIBUS的站点(图8)。

 image020.jpg

图8  PROFIBUS插头的使用

在PROFIBUS插头上,有一个进线孔(In)和一个出线孔(Out),分别连接至前一个站和后一个站。

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置终端电阻防止浪涌保证通讯质量。而每个PROFIBUS插头上,都内置了终端电阻,需要是可以接入(On)和切除(Off)。当终端电阻设置为“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”,同时将终端电阻设置为“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”,同时将终端电阻设置为“Off”。(图9)

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图9  PROFIBUS插头的连接和设置

 

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。

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。

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)。

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图10 网络中的设备连接和终端电阻

 引起信号反射的另一个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。这种原因引起的反射,主要表现在通讯线路处在空闲方式时,整个网络数据混乱。

在EIA RS-485中规定的端接电阻Rt是以下拉电阻Rd(与数据地DGND连接)和上拉电阻Ru(与正电压VP连接)做补充。当没有站进行传输(即空闲时间)时,这个补充迫使不同的状态电压(即导体间的电压)趋于一个确定值(图11)。

image031.jpg 

图11  终端电阻的组成

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**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)。

 image033.jpg

图12 有源终端电阻

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。

2.2.4      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(表3),则需要增加相应的RS485中继器来进行物理网段的扩展。

由于RS485中继器本身将造成数据的延时,因而一般情况下,网络中的中继设备都不能超过3个,但西门子的PROFIBUS RS485中继器采用了特殊的技术,因而可以将中继器的个数增加到9个,即在一条物理网线上,**多可以串联9个西门子的RS485中继器(图10)。这样,网段的扩展距离将大大增加。

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图13 RS485中继器

 

使用RS485中继器时,需要注意几个问题:

1) 安装问题

l  RS485中继器上下分为两个网段,其中A1/B1  A1’ / B1 ‘ 接口是网段1的一个PROFIBUS接口,A2/B2  A2’ / B2 ‘ 接口是网段2的一个PROFIBUS接口,PG/OP 接口属于网段1;

l  信号放大是在网段1和网段2之间实现的,同一网段内信号不能放大;因而需要进行距离扩展的网络必须是接在网段2上;

l  两个网段之间是物理隔离的,因而RS485中继器除了扩展网段外,还有一个作用就是可以进行网络隔离。

l  这两个网段是都是指物理网段,与STEP7硬件组态中所组态的PROFIBUS网络没有关系,不同的物理网段仍然可以属于同一个PROFIBUS逻辑网络。

l  在网络拓扑中,RS485中继器也是一个信号收发设备,占一个物理设备的位置,但不需要分配站号,因而注意在物理连接站点时,每个网段所连接的从站数是小于32的。扩展的距离则对应于每个波特率的传输距离(表3)。

2 )终端电阻的设置问题

由于两个接口分别属于不同的物理网段,因此中继器上终端电阻的设置往往比较容易混淆。

① 中继器做为终端设备的网络拓展

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图14  中继器做为网络终端站点

 

在这个网络拓扑中,中继器连接了网段1和网段2,由于中继器内部是隔离的,因而做为网段1来讲,中继器就是该网段的一个终端设备,因而在网段1中,应该将PROFIBUS网线接在A1/B1上,同时网段1的终端电阻设置为“On”;而网段2与网段1类似,也需要将电缆连接在A2/B2上,同时终端电阻设置为“On”。

在这种网络中,上下两个网段中,**多都还可以连接31个从站设备。

②中继器在的两个网段内都做为中间设备的网络拓展

 

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图15  中继器在的两个网段内都做为中间设备的网络拓展

此时,中继器的网段1和网段2都是网络中间的一个站点,即终端电阻为“Off”,网段1的总长度为200米(1.5M bps),网段2的总长度也为200米(1.5M bps)。两个网段之间是电气隔离的。

 

3 )隔离网段

中继器除了具有信号放大、扩展网络的作用,还可以将不同的两个物理网段进行电气隔离,从而避免两个网段之间的EMC干扰。

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图16 隔离2个网段

由于网段之间是隔离的,因而如果 断开PE时,可以将两个网段分别按照接地和不接地的两个网段进行连接操作。

2.2.5      OLM和OBT

除了电缆,PROFIBUS通讯还支持光纤做为传输介质,通过光纤连接的PROFIBUS网络具有网络距离远的特点,且光纤本身不受电、磁的影响,比较适合长距离、户外铺设和抗电磁兼容的环境。

支持PROFIBUS光纤通讯的设备有OLM和OBT。其中OLM是做为主干网设备使用的,针对不同的网络拓扑,需要进行一定的拨码参数的设置;而OBT只是做为网络介质的转换。

1) OLM (Optical link Module)

OLM的拓扑结构一般有以下几种:

l  点对点连接

l  线性拓扑

l  星形拓扑

l  冗余光纤环网       

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图 17  OLM V4

① 线性拓扑

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图18 OLM的线性拓扑结构

②星形拓扑

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图19 OLM的星形拓扑结构

 

 

 

③OLM的冗余环网拓扑结构

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图20 冗余环网的拓扑结构

在冗余环网的拓扑结构中,所有的OLM必须型号相同,且DIP开关的设置也相同。

连接OLM的光纤即可以采用单模玻璃光纤,也可以选择多模塑料光纤,具体请参考光纤部分的介绍(表4)。

 

2) OBT(Optical Bus Terminal)

image051.jpg 

图21  OBT

        OBT仅仅做为介质转换的设备在网络中使用,不具有OLM的组网能力,一般只能使用塑料光纤(50米)和PCF光纤(300米)。

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图22 OBT在网络中的使用

 
 
西门子PROFIBUS接头6ES7972-0BB12-0xA0

PLC梯形图经验设计法简介

经验设计法用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的开关量控制系统的梯形图,即在一些典型电路的基础上,根据被控对象对控制系统的具体要求,不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形,增加一些触点或中间编程元件,**后才能得到一个较为满意的结果。

 

这种方法设计没有普遍的规律可以遵循,具有很大的试探性和随意性,**后的结果不是惟一的,设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系,一般用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计,一些电工手册中给出了大量常用的继电器控制电路,在用经验法设计梯形图时可以参考这些电路。

就是应用逻辑代数以逻辑组合的方法和形式设计程序。逻辑法的理论基础是逻辑函数,逻辑函数就是逻辑运算与、或、非的逻辑组合。因此,从本质上来说,PLC梯形图程序就是与、或、非的逻辑组合,也可以用逻辑函数表达式来表示。

(1)    基本方法:用逻辑法设计梯形图,必须在逻辑函数表达式与梯形图之间  建立一种一一对应关系,即梯形图中常开触点用原变量(元件)表示,常闭触点用反变量(元件上加一小横线)表示。触点(变量)和线圈(函数)只有两个取值“1”与“0”,1表示触点接通或线圈有电,0表示触点断开或线圈无电。触点串联用逻辑“与”表示,触点并联用逻辑“或”表示,其他复杂的触点组合可用组合逻辑表示,他们的对应关系如下表所示。

逻辑函数表达式

梯形图

逻辑函数表达式

梯形图

逻辑“与”

 

M0=X1.X2

“与”运算式

 

M0=X1.X2---Xn

逻辑“或”

 

M0=X1+X2

“或/与”运算式

 

逻辑“非”

 

 

“与/或”运算式

 

M0=(X1.X2)+(X3.X4)

(2)       设计步骤:

1)  通过分析控制要求,明确控制任务和控制内容;

2)  确定PLC的软元件(输入信号、输出信号、辅助继电器M和定时器T),画出PLC的外部接线图;

3)  将控制任务、要求转换为逻辑函数(线圈)和逻辑变量(触点),分析触点与线圈的逻辑关系,列出真值表;

4)  写出逻辑函数表达式;

5)  根据逻辑函数表达式画出梯形图;

6)  优化梯形图

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