葫蘆島西門子6XV1840-2AH10

OBT在網(wǎng)絡(luò)中的使用

3 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)范

了解了PROFIBUS的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹，同時(shí)會(huì)結(jié)合一些現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)例加以說明。

3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊?guī)則

設(shè)計(jì)一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)，首先需要了解PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湟?guī)則：

①    PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；

②    每個(gè)網(wǎng)絡(luò)理論上zui多可連接127個(gè)物理站點(diǎn)，其中包括主站、從站以及中繼設(shè)備；

③    網(wǎng)絡(luò)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(duì)應(yīng)關(guān)系（見表3）；

④    每個(gè)物理網(wǎng)段zui多32個(gè)物理站點(diǎn)設(shè)備，物理網(wǎng)段兩終端都需要設(shè)置終端電阻或使用有源終端電阻；

⑤    每個(gè)網(wǎng)段的通訊距離或者設(shè)備數(shù)如果超限，需要增加RS485中繼器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展，中繼器zui多可串聯(lián)9個(gè)；

⑥    每個(gè)中繼設(shè)備（RS485中繼器、OLM）也做為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)物理站點(diǎn)，但沒有站號(hào)；

⑦    網(wǎng)絡(luò)支持多主站，但在同一網(wǎng)絡(luò)中，不建議多于3個(gè)主站；

⑧    在Step7軟件中進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照從小到大的順序設(shè)置從站站號(hào)，且應(yīng)該連續(xù)；

⑨    一般0是PG的地址，1～2為主站地址，126為某些從站默認(rèn)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(gè)，站號(hào)設(shè)置一般為 3~125。

⑩    如果網(wǎng)絡(luò)中涉及到分支電纜，則應(yīng)注意分支電纜的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守PROFIBUS的協(xié)議規(guī)定，比如：波特率1.5Mbps時(shí)，網(wǎng)段中分支電纜總長(zhǎng)度6.6米（表5）。

?     表5  波特率與分支電纜的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)表

?     用戶如果使用了西門子的SIMOCODE 3UF7等產(chǎn)品時(shí)，就會(huì)涉及到網(wǎng)絡(luò)中存在分支電纜的問題。為了保證每個(gè)網(wǎng)段的分支電纜不超過規(guī)定長(zhǎng)度，一般可以在每個(gè)抽屜柜內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)中繼器，進(jìn)行物理網(wǎng)段的分割，同時(shí)還可以起到隔離干擾的作用。

在進(jìn)行PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接之前，首先應(yīng)當(dāng)考慮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否有問題。如果拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有問題，將來網(wǎng)絡(luò)通訊很可能出現(xiàn)問題。

另外，從波特率與距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系中可以看到，波特率越高，則對(duì)應(yīng)的通訊距離越近，因而如果現(xiàn)場(chǎng)遇到PROFIBUS的通訊有通訊不上或者通訊不穩(wěn)定的情況，也可以考慮先將波特率降低，再進(jìn)行觀察處理。

3.2  PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)安裝的規(guī)則

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)布線的規(guī)則

①選擇標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS通訊電纜

標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS通訊電纜的特性阻抗為150歐姆，這與PB頭的終端電阻設(shè)置為“ON”時(shí)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(huì)受到影響；

標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS電纜往往是雙層屏蔽的，屏蔽效果比較好。另外，標(biāo)準(zhǔn)通訊電纜是雙絞的，因而對(duì)于信號(hào)在電纜內(nèi)傳輸時(shí)自身產(chǎn)生的干擾也能夠起到自我抑制的作用。

②屏蔽層多點(diǎn)接地

PROFIBUS電纜在插頭內(nèi)接線時(shí)，須將屏蔽層剝開，壓在插頭內(nèi)的金屬部分，該金屬部分與當(dāng)Sub-D插頭外部的金屬部分相連，當(dāng)將插頭插在CPU或者ET200M等設(shè)備的DP口上時(shí)，則通過設(shè)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(shí)現(xiàn)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(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端站點(diǎn)處的插頭盡量使用帶編程口的（見圖8，左側(cè)的插頭），便于系統(tǒng)的診斷和維護(hù)。

2.2.4      終端電阻

PROFIBUS電纜的兩端應(yīng)該連接終端電阻。終端電阻是為了在通信電纜中的信號(hào)反射在通信過程中，有兩種原因?qū)е滦盘?hào)反射：阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。

阻抗不連續(xù)：信號(hào)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(hào)在這個(gè)地方就會(huì)引起反射。這種信號(hào)反射的原理，與光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)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(gè)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(xù)。由于信號(hào)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(gè)同樣大小的終端電阻（圖10）。

圖10 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備連接和終端電阻

 引起信號(hào)反射的另一個(gè)原因是數(shù)據(jù)收發(fā)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(xiàn)在通訊線路處在空閑方式時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)混亂。

在EIA RS-485中規(guī)定的端接電阻Rt是以下拉電阻Rd（與數(shù)據(jù)地DGND連接）和上拉電阻Ru（與正電壓VP連接）做補(bǔ)充。當(dāng)沒有站進(jìn)行傳輸（即空閑時(shí)間）時(shí)，這個(gè)補(bǔ)充迫使不同的狀態(tài)電壓（即導(dǎo)體間的電壓）趨于一個(gè)確定值（圖11）。

機(jī)器要求

例如，在加工標(biāo)簽和票據(jù)中，使用印刷機(jī)、壓印機(jī)和壓花機(jī)。根據(jù)產(chǎn)品，要加工的材料范圍從紙、塑料到金屬箔。

通常，在輥?zhàn)由线\(yùn)送原材料。zui終產(chǎn)品包括使用橫切機(jī)切割為形式的棍子（循環(huán)材料）或金屬板。

印刷機(jī)、壓印機(jī)和壓花機(jī)為模塊化結(jié)構(gòu)，硬件和功能方面采用了靈活的自動(dòng)化概念。

例如，功能模塊可以為：

卷繞機(jī)和開卷機(jī)

沖壓模塊

印刷模塊

涂裝模塊

層壓模塊

橫切機(jī)模塊

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

自動(dòng)化要求：

通過齒輪同步運(yùn)動(dòng)的機(jī)器模塊之間的恒速比或速度比

過程（張力和跳動(dòng)輥控制）中的恒張力

運(yùn)動(dòng)控制用的凸（沖壓機(jī)和橫切機(jī)）

卷繞機(jī)控制

印刷標(biāo)記校正

模塊化軟件和硬件結(jié)構(gòu)，用于執(zhí)行自定義機(jī)器組態(tài)

可參數(shù)化軟件，適用于不同材料和產(chǎn)品

沖壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

下述的SIMOTION自動(dòng)化方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

由于采用模塊化軟件和硬件概念，可根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)更改組態(tài)

SIMOTION 控制器結(jié)合了邏輯、同步操作和凸輪以及技術(shù)功能，如卷繞機(jī)控制、印刷標(biāo)記同步和橫切機(jī)，從而可以在相同的控制器軟件上執(zhí)行全部機(jī)器功能。

可變用戶接口可以根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)快速修改過程參數(shù)。

可升級(jí)硬件平臺(tái)，可滿足不同的機(jī)器要求

用于簡(jiǎn)化 Converting Toolbox 和 SIMOTION Easy Basics 調(diào)試的精制軟件構(gòu)件，例如，操作模式管理器、卷繞機(jī)、軸控制、橫切機(jī)等

遠(yuǎn)程診斷、調(diào)試和組態(tài)工具集成在統(tǒng)一的可升級(jí) SCOUT 工程系統(tǒng)中，可減少維修和組態(tài)時(shí)間。