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西門子PROFIBUS總線電纜：6XV1830-0EH10

西門子Profibus總線拖纜： 6XV1830-3EH10

6XV1830-0EH10 SIMATIC NET, PROFIBUS 快速標(biāo)準(zhǔn)電纜 GP, 2 芯, 屏蔽, 為快速安裝而特殊設(shè)計(jì)，zui大長度: 1000m, zui小訂購數(shù)量: 20m, 按米銷售

圖3：基于現(xiàn)場總線的現(xiàn)場級與車間級自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)
　　1.2.4 基于現(xiàn)場總線的自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)
（1）增強(qiáng)了現(xiàn)場級信息集成能力
現(xiàn)場總線可從現(xiàn)場設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的信息集成要求。現(xiàn)場總線是數(shù)字化通訊網(wǎng)絡(luò)，它不單純?nèi)〈?-20mA信號，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制，還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。
（2）開放式、互操縱性、互換性、可集成性
不同廠家產(chǎn)品只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn)，就具有互操縱性、互換性，因此設(shè)備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開放式，答應(yīng)其它廠商將自己專長的控制技術(shù)，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中往，因此，市場上將有很多面向行業(yè)特點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)。
（3）系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好
基于現(xiàn)場總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替換一對一的I/O連線，對于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說，減少了由接線點(diǎn)造成的不可靠因素。同時(shí)，系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設(shè)備的在線故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
（4）降低了系統(tǒng)及工程本錢
對大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來說，省往了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設(shè)工程用度，降低了系統(tǒng)及工程本錢。
　　1.3 現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)
　　現(xiàn)場總線技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵題目，是要在自動(dòng)化行業(yè)中形成一個(gè)制造商們共同遵守的現(xiàn)場總線通訊協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制造商們能按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)品，系統(tǒng)集成商門能按照標(biāo)準(zhǔn)將不同產(chǎn)品組成系統(tǒng)。這就提出了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的題目。上*自動(dòng)化產(chǎn)品及現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)廠家，意識到現(xiàn)場總線技術(shù)是未來發(fā)展方向，紛紛結(jié)成企業(yè)同盟，推出自己的總線標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品，在市場上培養(yǎng)用戶、擴(kuò)大影響，并積極支持標(biāo)準(zhǔn)組織制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。能否使自己總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在未來標(biāo)準(zhǔn)中占有較大比例成份，關(guān)系到該公司相關(guān)產(chǎn)品前途、用戶的信任及企業(yè)的名譽(yù)。而歷史經(jīng)驗(yàn)證實(shí)：標(biāo)準(zhǔn)都是采用一個(gè)或幾個(gè)市場上zui成功的技術(shù)為基礎(chǔ)。因此，各大公司在制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)中的竟?fàn)?，體現(xiàn)了各公司在技術(shù)地位上的競爭，而其*還是要回結(jié)到市場實(shí)力的競爭。
據(jù)說目前上現(xiàn)有各種總線及總線標(biāo)準(zhǔn)不下二百多種。具有一定影響和已占有一定*的總線有如下幾種：
　　1.3.1 PROFIBUS現(xiàn)場總線
　　1996年3月15日批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，即DIN 50170 V.2。PROFIBUS產(chǎn)品在世界市場上已被普遍接受，*占?xì)W洲*，年增長率25%。目前支持PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品超過1500多種，分別來自上250多個(gè)生產(chǎn)廠家。在世界范圍內(nèi)已安裝運(yùn)行的PROFIBUS設(shè)備已超過200萬臺，到1998年5月，適用于過程自動(dòng)化的PROFIBUS-PA儀表設(shè)備在19個(gè)國家的40個(gè)用戶廠家投進(jìn)現(xiàn)場運(yùn)行。1985年組建了PROFIBUS支持中心；1989年12月建立了PROFIBUS用戶組織（PNO）。目前在世界各地相繼組建了20個(gè)地區(qū)性的用戶組織，企業(yè)會(huì)員近650家。1997年7月組建了中國現(xiàn)場總線（PROFIBUS）專業(yè)委員會(huì)，并籌建現(xiàn)場總線PROFIBUS產(chǎn)品演示及認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室。
PROFIBUS主要應(yīng)用領(lǐng)域有：
。制造業(yè)自動(dòng)化：汽車制造（機(jī)器人、裝配線、沖壓線等）、造紙、紡織。
。過程控制自動(dòng)化：石化、制藥、水泥、食品、啤酒。
。電力：發(fā)電、輸配電。
。樓宇：空調(diào)、風(fēng)機(jī)、照明。
。鐵路交通：信號系統(tǒng)
　　1.3.2 FF現(xiàn)場總線
　　1994年由ISP 基金會(huì)和World FIP（北美）兩大團(tuán)體合并成立FF基金會(huì)，其宗旨在于開發(fā)出符合IEC和ISO標(biāo)準(zhǔn)的、*的現(xiàn)場總線（Fundation Fieldbus）。低速總線（H1）協(xié)議已于1996年發(fā)表。已完成開發(fā)的高速總線（H2）擬于1998年內(nèi)表。1997年5月建立了中國現(xiàn)場總線（FF）專業(yè)委員會(huì)，并籌建FF現(xiàn)場總線產(chǎn)品認(rèn)證中心。目前，F(xiàn)F現(xiàn)場總線的應(yīng)用領(lǐng)域以過程自動(dòng)化為主。如：化工、電力廠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、廢水處理、油田等行業(yè)。
　　1.3.3 LONWORKS總線
　　LONWORKS現(xiàn)場總線全稱為LONWORKS NetWorks,即分布式智能控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，?？赐瞥瞿軌蜻m合各種現(xiàn)場總線應(yīng)用場合的測控網(wǎng)絡(luò)。目前LONGWORKS應(yīng)用范圍廣泛，主要包括產(chǎn)業(yè)控制、樓宇自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集、SCADA系統(tǒng)等。國內(nèi)主要應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化方面。
　　1.3.4 CANBUS現(xiàn)場總線
　　CANBUS現(xiàn)場總線已由ISO/TC22技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)IOS 11898（通訊速率小于1Mbps）和ISO 11519（通訊速率小于125Kbps）。CANBUS主要產(chǎn)品應(yīng)用于汽車制造、公共交通車輛、機(jī)器人、液壓系統(tǒng)、分散型I/O。另外在電梯、科研、工具機(jī)床、樓宇自動(dòng)化等場合均有所應(yīng)用。
　　1.3.5 WorldFIP現(xiàn)場總線
　　90～91年FIP現(xiàn)場總線成為法國國家安全標(biāo)準(zhǔn)。96年景為歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN 50170 V.3）。下一步目標(biāo)是靠近IEC標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在技術(shù)上已做好充分預(yù)備。WorldFIP組織在北京設(shè)有辦事處，即WorldFIP中國信息中心，負(fù)責(zé)中國的。WorldFIP現(xiàn)場總線采用單一總線結(jié)構(gòu)來適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，不同應(yīng)用領(lǐng)域采用不同的總線速率。過程控制采用31.25Kbit/s,制造業(yè)為1M bit/s,驅(qū)動(dòng)控制為1-2.5Mbit/s。采用總線仲裁器和優(yōu)先級來治理總線上（包括各支線）的各控制站的通訊。可進(jìn)行1對1、1對多點(diǎn)（組）、1對全體等多重通訊方式。在應(yīng)用系統(tǒng)中，可采用雙總線結(jié)構(gòu)，其中一條總線為備用線，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
WorldFIP現(xiàn)場總線適用范圍廣泛，在過程自動(dòng)化、制造業(yè)自動(dòng)化、電力及樓宇自動(dòng)化方面都有很好的應(yīng)用。
　　1.3.6 P-NET現(xiàn)場總線
　　P-NET現(xiàn)場總線籌建于己于1983年。1984年推出采用多重主站現(xiàn)場總線的*批產(chǎn)品。1986年通訊協(xié)議中加進(jìn)了多重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和多重接口功能。1987年推出P-NET的多重接口產(chǎn)品。1987年P(guān)-NET標(biāo)準(zhǔn)成為開放式的完整標(biāo)準(zhǔn)，成為丹麥的國家標(biāo)準(zhǔn)。1996年景為歐洲總線標(biāo)準(zhǔn)的一部分（EN 50170 V.1）。1997年組建P-NET用戶組織，現(xiàn)有企業(yè)會(huì)員近百家，總部設(shè)在丹麥的Siekeborg，并在德國、英國、葡萄牙和加拿大等地設(shè)有地區(qū)性組織分部。P-NET現(xiàn)場總線在歐洲及北美地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，其中包括石油化工、能源、交通、輕工、建材、環(huán)保工程和制造業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。
　　1.4 如何面對眾多的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)
　　面對上各種流派的現(xiàn)場總線及標(biāo)準(zhǔn)，為深進(jìn)研究*進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)，推動(dòng)我國現(xiàn)場總線技術(shù)和產(chǎn)品的研究開發(fā)，形成符合我國國情的和現(xiàn)實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)體系，保護(hù)我國生產(chǎn)企業(yè)和用戶的投資效益，我國儀表標(biāo)準(zhǔn)化行業(yè)的主管單位-儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所遵循標(biāo)準(zhǔn)化工作程序，于己于1998年7月22日至多3日在北京中國科技會(huì)堂舉辦了“現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn)化與中國自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展”研討會(huì)。會(huì)議邀請了PROFIBUS、FF、WorldFIP、P-NET組織專家代表，先容了流行現(xiàn)場總線技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化情況。研討會(huì)上中外專家就現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展展開了熱列討論，并提出以下見解與意見：
（1） 期看IEC能盡早按預(yù)期目標(biāo)完成同一標(biāo)準(zhǔn)的制定。
（2） 按目前進(jìn)度估計(jì)，近年內(nèi)IEC很難完成預(yù)期目標(biāo)。
（3） 目前IEC提出的建議方案只限于過程自動(dòng)化，難于滿足其它應(yīng)用領(lǐng)域要求，不可能成為*標(biāo)準(zhǔn)，很可能形成多種標(biāo)準(zhǔn)體系共存。
（4） 在同一標(biāo)準(zhǔn)框架下做多種通訊協(xié)議接口，可能是同一標(biāo)準(zhǔn)的一種適宜的解決方案。
對我國發(fā)展現(xiàn)場總線技術(shù)政策，專家和代表們以為，結(jié)合我國國情，一方面應(yīng)積極跟蹤IEC標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，開展我國的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。另一方面在同一的IEC標(biāo)準(zhǔn)未形成之前，積極開展對其它*的現(xiàn)場總線技術(shù)研究，特別是對已有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面大的現(xiàn)場總線技術(shù)的跟蹤研究。
　　1.5 對面臨選擇的用戶談個(gè)人看法并提出建議
　　從用戶角度出發(fā)，如何面對眾多現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)作出選擇，筆者在此發(fā)表個(gè)人看法，并提出一點(diǎn)建議以供用戶參考。
（1）標(biāo)準(zhǔn)？ 從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的歷史看，誰的技術(shù)將成為標(biāo)準(zhǔn)，或在標(biāo)準(zhǔn)中占有較大成份，主要取決于它在實(shí)際應(yīng)用中取得多大的成果，取決于該項(xiàng)技術(shù)及產(chǎn)品在市場上的占有份額。也就是說，誰能占有市場誰將得天下。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化組織根據(jù)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展現(xiàn)狀及廠商用戶對標(biāo)準(zhǔn)制定的要求，對標(biāo)準(zhǔn)的制定及批準(zhǔn)手續(xù)作出相應(yīng)的改變，即簡化了標(biāo)準(zhǔn)的制定程序和手續(xù)，并承認(rèn)存在所謂事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，即那些在市場中已占有較大份額、具有很大的用戶成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如我們熟知的TCP/IP通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
（2）選擇總線？ 在目前上現(xiàn)場總線群雄并起局面下，用戶應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用工程特點(diǎn)出發(fā)往選擇。由于沒有一種可包羅萬象、適合所有應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)場總線技術(shù)。應(yīng)著重考察這種總線在本行業(yè)中的應(yīng)用業(yè)績。如制造業(yè)自動(dòng)化、電力自動(dòng)化及過程控制自動(dòng)化三個(gè)領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)響應(yīng)要求方面就大不一樣。
（3）選擇產(chǎn)品？ 用戶應(yīng)盡量選擇著名度大、擁有用戶多、產(chǎn)品應(yīng)用基礎(chǔ)好的公司產(chǎn)品，由于這些公司的現(xiàn)場總線技術(shù)被標(biāo)準(zhǔn)采納的可能性大。即使沒有被標(biāo)準(zhǔn)采納，至公司為考慮信譽(yù)，會(huì)提出原有技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的接口，而不會(huì)置公司信譽(yù)于不顧，丟掉老客戶不管。
（4）積極跟蹤、勇于進(jìn)??！假如由于IEC還沒有同一現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，就不敢使用這項(xiàng)*技術(shù)是大可不必的。這將會(huì)使企業(yè)喪失一次盡早進(jìn)步企業(yè)自動(dòng)化水平的機(jī)會(huì)，或喪失一次進(jìn)步本企業(yè)產(chǎn)品水平的機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致企業(yè)在未來同行競爭中處于劣勢。IEC要同一現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)不是一朝一夕的事，坐等時(shí)機(jī)流逝為下策，只有積極跟蹤、勇敢進(jìn)取方為企業(yè)發(fā)展上策。
第二章：現(xiàn)場總線PROFIBUS技術(shù)要點(diǎn)
　　本章從PROFIBUS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)角度，概要說明了PROFIBUS技術(shù)要點(diǎn)。使讀者可快速了解PROFIBUS技術(shù)概貌。
2.1 PROFIBUS概貌
（1） PROFIBUS是一種化、開放式、不依靠于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。
（2） PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、PROFIBUS-PA（Process Automation）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）。
（3） PROFIBUS-DP：是一種高速低本錢通訊，用于設(shè)備級控制系統(tǒng)與分散式I/O的通訊。使用PROFIBUS-DP可取代辦24VDC或4-20mA信號傳輸。
（4） PROFIBUS-PA：專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)，可使傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)聯(lián)在一根總線上，并有本征安全規(guī)范。
（5） PROFIBUS-FMS：用于車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)令牌結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。
（7） PROFIBUS是一種用于工廠自動(dòng)化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通訊與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通訊網(wǎng)絡(luò)，從而為實(shí)現(xiàn)工廠綜合自動(dòng)化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。
　　2.2 PRFIBUS基本特性
　　2.2.1 PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)
　　PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)ISO7498準(zhǔn)，以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（Open System Interconnection—SIO）作為參考模型的。該模型共有七層，如下圖2-1所示：

圖2-1：PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)
（1） PROFIBUS-DP：定義了*、二層和用戶接口。第三到七層未加描述。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，并具體說明了各種不同PROFIBUS-DP設(shè)備的設(shè)備行為。
（2） PROFIBUS-FMS：定義了*、二、七層，應(yīng)用層包括現(xiàn)場總線信息規(guī)范（Fieldbus Message Specification-FMS）和低層接口（Lower Layer Interface—LLI）。FMS包括了應(yīng)用協(xié)議并向用戶提供了可廣泛選用的強(qiáng)有力的通訊服務(wù)。LLI協(xié)調(diào)不同的通訊關(guān)系并提供不依靠設(shè)備的第二層訪問接口。
（3） PROFIBUS-PA：PA的數(shù)據(jù)傳輸采用擴(kuò)展的PROFIBUS-DP協(xié)議。另外，PA還描述了現(xiàn)場設(shè)備行為的PA行規(guī)。根據(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。使用連接器可在DP上擴(kuò)展PA網(wǎng)絡(luò)。
　　2.2.2 PROFIBUS傳輸技術(shù)
　　PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：
· 用于DP和FMS的RS485傳輸。
· 用于PA的IEC1158-2傳輸。
· 光纖
　　2.2.2.1用于DP/FMS的RS485傳輸技術(shù)
　　由于DP與FMS系統(tǒng)使用了同樣的傳輸技術(shù)和同一的總線訪問協(xié)議，因而，這兩套系統(tǒng)可在同一根電纜上同時(shí)操縱。
RS-485傳輸是PROFIBUSzui常用的一種傳輸技術(shù)。這種技術(shù)通常稱之為H2。采用的電纜是屏蔽雙絞銅線。
RS-485傳輸技術(shù)基本特征：
· 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕€性總線，兩端有有源的總線終端電阻。
· 傳輸速率：9.6K bit/s～12M bit/s
· 介質(zhì)：屏蔽雙絞電纜，也可取消屏蔽，取決于環(huán)境條件（EMC）。
· 站點(diǎn)數(shù)：每分段32個(gè)站（不帶中繼），可多到127個(gè)站（帶中繼）。
· 插頭連接：使用9針D型插頭。
　　2.2.2.2 RS-485傳輸設(shè)備安裝要點(diǎn)
（1） 全部設(shè)備均與總線連接。
（2） 每個(gè)分段上zui多可接32個(gè)站（主站或從站）。
（3） 每段的頭和尾各有一個(gè)總線終端電阻，確保操縱運(yùn)行不發(fā)生誤差。兩個(gè)總線終端電阻必須永遠(yuǎn)有電源。見圖2-2所示。
（4） 當(dāng)分段站超過32個(gè)時(shí)，必須使用中繼器用以連接各總線段。