葫蘆島西門子6XV1840-2AH10

OBT在網絡中的使用

3 PROFIBUS 網絡安裝規范

了解了PROFIBUS的各個網絡器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項進行介紹，同時會結合一些現場的實例加以說明。

 

3.1網絡拓撲的規則

設計一條PROFIBUS網絡，首先需要了解PROFIBUS網絡的拓撲規則：

①    PROFIBUS網絡是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；

②    每個網絡理論上zui多可連接127個物理站點，其中包括主站、從站以及中繼設備；

③    網絡的通訊波特率9.6kbps~12Mbps，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對應關系（見表3）；

④    每個物理網段zui多32個物理站點設備，物理網段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻；

⑤    每個網段的通訊距離或者設備數如果超限，需要增加RS485中繼器進行網絡拓展，中繼器zui多可串聯9個；

⑥    每個中繼設備（RS485中繼器、OLM）也做為網絡中的一個物理站點，但沒有站號；

⑦    網絡支持多主站，但在同一網絡中，不建議多于3個主站；

⑧    在Step7軟件中進行PROFIBUS網絡組態時，應當按照從小到大的順序設置從站站號，且應該連續；

⑨    一般0是PG的地址，1～2為主站地址，126為某些從站默認的地址，127是廣播地址，因而這些地址一般不再分配給從站，故DP從站zui多可連接124個，站號設置一般為 3~125。

⑩    如果網絡中涉及到分支電纜，則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守PROFIBUS的協議規定，比如：波特率1.5Mbps時，網段中分支電纜總長度6.6米（表5）。

波特率 [kbit/s]	9.6	97.75	187.5	500	1500
分支電纜 長度（m）	500	100	33	20	6.6

?     表5  波特率與分支電纜的長度對應表

?     用戶如果使用了西門子的SIMOCODE 3UF7等產品時，就會涉及到網絡中存在分支電纜的問題。為了保證每個網段的分支電纜不超過規定長度，一般可以在每個抽屜柜內設計一個中繼器，進行物理網段的分割，同時還可以起到隔離干擾的作用。

在進行PROFIBUS網絡連接之前，首先應當考慮拓撲結構的設計是否有問題。如果拓撲結構有問題，將來網絡通訊很可能出現問題。

另外，從波特率與距離的對應關系中可以看到，波特率越高，則對應的通訊距離越近，因而如果現場遇到PROFIBUS的通訊有通訊不上或者通訊不穩定的情況，也可以考慮先將波特率降低，再進行觀察處理。

3.2  PROFIBUS網絡安裝的規則

3.2.1 網絡布線的規則

①選擇標準PROFIBUS通訊電纜

標準PROFIBUS通訊電纜的特性阻抗為150歐姆，這與PB頭的終端電阻設置為“ON”時的終端電阻值剛好匹配，如果選擇普通的電纜，其特性阻抗與終端電阻很可能不匹配，則通訊性能將會受到影響；

標準的PROFIBUS電纜往往是雙層屏蔽的，屏蔽效果比較好。另外，標準通訊電纜是雙絞的，因而對于信號在電纜內傳輸時自身產生的干擾也能夠起到自我抑制的作用。

②屏蔽層多點接地

PROFIBUS電纜在插頭內接線時，須將屏蔽層剝開，壓在插頭內的金屬部分，該金屬部分與當Sub-D插頭外部的金屬部分相連，當將插頭插在CPU或者ET200M等設備的DP口上時，則通過設備連接到了安裝底板，而安裝底板一般是連接在柜殼上并接地的，從而實現了屏蔽層的接地。

需要注意的是，PROFIBUS插頭有一種帶編程口（PG口）的，建議至少每個網段的兩個終端站點處的插頭盡量使用帶編程口的（見圖8，左側的插頭），便于系統的診斷和維護。

2.2.4      終端電阻

PROFIBUS電纜的兩端應該連接終端電阻。終端電阻是為了在通信電纜中的信號反射在通信過程中，有兩種原因導致信號反射：阻抗不連續和阻抗不匹配。

阻抗不連續：信號在傳輸線末端突然遇到電纜阻抗很小甚至沒有（例如：短路）或者阻抗很大（例如：斷線），信號在這個地方就會引起反射。這種信號反射的原理，與光從一種媒質進入另一種媒質要引起反射是相似的。這種反射的方法，就必須在電纜的末端跨接一個與電纜的特性阻抗同樣大小的終端電阻，使電纜的阻抗連續。由于信號在電纜上的傳輸是雙向的，因此，在通訊電纜的另一端可跨接一個同樣大小的終端電阻（圖10）。

 

圖10 網絡中的設備連接和終端電阻

 引起信號反射的另一個原因是數據收發器與傳輸電纜之間的阻抗不匹配。這種原因引起的反射，主要表現在通訊線路處在空閑方式時，整個網絡數據混亂。

在EIA RS-485中規定的端接電阻Rt是以下拉電阻Rd（與數據地DGND連接）和上拉電阻Ru（與正電壓VP連接）做補充。當沒有站進行傳輸（即空閑時間）時，這個補充迫使不同的狀態電壓（即導體間的電壓）趨于一個確定值（圖11）。

 

機器要求

例如，在加工標簽和票據中，使用印刷機、壓印機和壓花機。根據產品，要加工的材料范圍從紙、塑料到金屬箔。

通常，在輥子上運送原材料。zui終產品包括使用橫切機切割為形式的棍子（循環材料）或金屬板。

印刷機、壓印機和壓花機為模塊化結構，硬件和功能方面采用了靈活的自動化概念。

例如，功能模塊可以為：

卷繞機和開卷機

沖壓模塊

印刷模塊

涂裝模塊

層壓模塊

橫切機模塊

除了機器速度之外，產品處理的精度和可重復性也非常重要。需要的精度 < ±0.1 mm (0.0004 in)。

自動化要求：

通過齒輪同步運動的機器模塊之間的恒速比或速度比

過程（張力和跳動輥控制）中的恒張力

運動控制用的凸（沖壓機和橫切機）

卷繞機控制

印刷標記校正

模塊化軟件和硬件結構，用于執行自定義機器組態

可參數化軟件，適用于不同材料和產品

沖壓機的基本結構

下述的SIMOTION自動化方案具有以下優點：

由于采用模塊化軟件和硬件概念，可根據機器結構更改組態

SIMOTION 控制器結合了邏輯、同步操作和凸輪以及技術功能，如卷繞機控制、印刷標記同步和橫切機，從而可以在相同的控制器軟件上執行全部機器功能。

可變用戶接口可以根據執行系統快速修改過程參數。

可升級硬件平臺，可滿足不同的機器要求

用于簡化 Converting Toolbox 和 SIMOTION Easy Basics 調試的精制軟件構件，例如，操作模式管理器、卷繞機、軸控制、橫切機等

遠程診斷、調試和組態工具集成在統一的可升級 SCOUT 工程系統中，可減少維修和組態時間。