益陽西門子PLC代理商

PROFIBUSDP現(xiàn)場總線的結構及應用

    Profibus的大優(yōu)點在于具有穩(wěn)定的標準EN50170作保證，并經(jīng)實際應用驗證具有普遍性。目前已廣泛應用于制造業(yè)自動化、流程產(chǎn)業(yè)自動化和樓宇、交通電力等領域。

             Profibus由3個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布I/O系統(tǒng)）、PROFIBUS-PA（Process Automation，現(xiàn)場總線信息規(guī)范）和PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，過程自動化）。

             PROFIBUS-DP是一種高速、低本錢通訊，專門用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通訊。使用PROFIBUS-DP可取代24V DC或4～20mA信號傳輸。PORFIBUS-PA專為過程自動化設計，可使傳感器和執(zhí)行機構連在一根總線上，并有本質(zhì)安全規(guī)范。PROFIBUS-FMS用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡，是一個令牌結構的實時多主網(wǎng)絡。

         1．PROFIBUS的協(xié)議結構

    PROFIBUS協(xié)議結構是根據(jù)ISO7498標準，以OSI作為參考模型的。PROFIBUS-DP定義了第1、2層和用戶接口。第3到7層未加描述。用戶接口規(guī)定了用戶及系統(tǒng)以及不同設備可調(diào)用的應用功能，并具體說明了各種不同PROFIBUS-DP設備的設備行為。PROFIBUS-FMS定義了第1、2、7層，應用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（FMS）和低層接口（LLI）。FMS包括了應用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通訊服務；LLI協(xié)調(diào)不同的通訊關系并提供不依靠設備的第2層訪問接口。PROFIBUS-PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設備行為的PA行規(guī)。根據(jù)IEC1157-2標準，PA的傳輸技術可確保其本質(zhì)安全性，而且可通過總線給現(xiàn)場設備供電。使用連接器可在DP上擴展PA網(wǎng)絡。

         2．PROFIBUS的傳輸技術

    PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸型式：RS-485傳輸、IEC1157-2傳輸和光纖傳輸。

   （1） RS-485傳輸技術

    RS-485傳輸是PROFIBUS常用的一種傳輸技術，通常稱之為H2。RS-485傳輸技術用于PROFIBUS-DP與PROFIBUS-FMS。

             RS-485傳輸技術基本特征是：網(wǎng)絡拓撲為線性總線，兩端有有源的總線終端電阻；傳輸速率為9.6kbps～12Mbps；介質(zhì)為屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件；不帶中繼時每分段可連接32個站，帶中繼時可多到127個站。

             RS-485傳輸設備安裝要點：全部設備均與總線連接；每個分段上多可接32個站（主站或從站）；每段的頭和尾各有一個總線終端電阻，確保操縱運行不發(fā)生誤差；兩個總線終端電阻必須一直有電源；當分段站超過32個時，必須使用中繼器用以連接各總線段，串聯(lián)的中繼器一般不超過4個；傳輸速率可選9.6kbps～12Mbps，一旦設備投進運行，全部設備均需選用同一傳輸速率。電纜大長度取決于傳輸速率。采用RS-485傳輸技術的PROFIBUS網(wǎng)絡好使用9針D型插頭。當連接各站時，應確保數(shù)據(jù)線不要擰絞，系統(tǒng)在高電磁發(fā)射環(huán)境下運行應使用帶屏蔽的電纜，屏蔽可進步電磁兼容性（EMC）。如用屏蔽編織線和屏蔽箔，應在兩端與保護接地連接，并通過盡可能的大面積屏蔽接線來復蓋，以保持良好的傳導性。

             （2）IEC1157-2傳輸技術

IEC1l57-2的傳輸技術用于PROFIBUS-PA，能滿足化工和石油化產(chǎn)業(yè)的要求。它可保持其本質(zhì)安全性，并通過總線對現(xiàn)場設備供電。IEC1157-2是一種位同步協(xié)議，可進行無電流的連續(xù)傳輸，通常稱為H1。

             （3）光纖傳輸技術

    PROFIBUS系統(tǒng)在電磁干擾很大的環(huán)境下應用時，可使用光纖導體，以增加高速傳輸?shù)拈g隔?？墒褂脙煞N光纖導體：一種是價格低廉的塑料纖維導體，供間隔小于50m情況下使用；另一種是玻璃纖維導體，供間隔小于1km情況下使用。很多廠商提供總線插頭可將RS-485信號轉(zhuǎn)換成光纖導體信號或?qū)⒐饫w導體信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號。

         3. PROFIBUS總線存取控制技術

    PROFIBUS-DP、FMS、PA均采用一樣的總線存取控制技術，它是通過OSI參考模型第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）來實現(xiàn)的，它包括保證數(shù)據(jù)可靠性技術及傳輸協(xié)議和報文處理。在PROFIBUS中，第2層稱之為現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層（FDL，F(xiàn)ieldbus Data Link）。介質(zhì)存取控制（M A C，   Medium Access Control）具體控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦颍琈AC必須確保在任何一個時刻只有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。PROFIBUS協(xié)議的設計要滿足介質(zhì)存取控制的兩個基本要求：

             1）在復雜的自動化系統(tǒng)（主站）間的通訊，必須保證在確切限定的時間間隔中，任何一個站點要有足夠的時間來完成通訊任務。

    2）在復雜的程序控制器和簡單的I/O設備（從站）間通訊，應盡可能快速又簡單地完成數(shù)據(jù)的實時傳輸。

             因此PROFIBUS主站之間采用令牌傳送方式，主站與從站之間采用主從方式。令牌傳遞程序保證每個主站在一個確切規(guī)定的時間內(nèi)得到總線存取權（令牌），令牌在所有主站中循環(huán)一周的長時間是事先規(guī)定的。在PROFIBUS中，令牌傳遞僅在各主站之間進行。主站得到總線存取令牌時可依照主-從通訊關系表與所有從站通訊，向從站發(fā)送或讀取信息，也可依照主-主通訊關系表與所有主站通訊。所以可能有3種系統(tǒng)配置：純主-從系統(tǒng)、純主-主系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。

 速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器

簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器

帶有集成功能塊的 PID-Regulation

由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。

S7-300 系列 CPU 可以為各種應用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務實際需要的性能付款

S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則

現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。

集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換

模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設計或者小型控制柜。

能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設計集成在一起

PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設置驅(qū)動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設驅(qū)動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設備分別獨立控制,又要相互聯(lián)系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

三、相應的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關量控制的設備都可滿足。

對于以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。
SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽；
MMC 卡替代集成的裝載存儲器，因此是操作*品。
使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（*緊湊型 CPU）
連接 PROFIBUS 總線(*于DP型CPU)
RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
連接 PROFINET(*于PN型CPU)
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本，因此提高了性價比。

安裝模塊：
只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。
集成的背板總線： 
背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
模塊采用機械編碼，更換極為容易：
更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
現(xiàn)場證明可靠的連接：
對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
TOP 連接：
為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
規(guī)定的安裝深度：
所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
無插槽規(guī)則:
信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。