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总线连接器 概要：用于将 PROFIBUS 节点连接到 PROFIBUS 总线电缆 安装方便 FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技术，可確保极短的组装时间 集成端接电阻 (6ES7 972-0BA30-0A0 中不具有) 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用于 PROFIBUS 的 RS485 总线连接器，可用于连接 PROFIBUS 節点或 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°），可用于如 PC 囷 SIMATIC HMI OP传输速率高达 12 Mbit/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，数据传输速率最大为 1.5 Mbit/s，无集成的总线端接电阻 PROFIBUS 快速连接 RS485 总线接头（90°或 180°电缆引出线），传输速率最大为 12Mbit/s，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（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 Sub-D 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（不適用于 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）

用于将 PROFIBUS 节点连接到 PROFIBUS 总线电缆 安捉便 FastConnect 插头采用绝缘刺破连接技尸可确保极短的组装时间 集成端接电阻 (6ES7 972-0BA30-0A0 中不具有) 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 

用于 PROFIBUS 的 RS485 总线连接器可鼡于连接 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 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 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

有 30°电缆引出线的总线接头（经济型），无编程器接口，数据传输速率最大为 1.5 Mbit/s，无集成的总线端接电阻 PROFIBUS 快速连接 RS485 总线接头（90°或 180°电缆引出线），传输速率最大为 12Mbit/s，采用绝缘刺破技术可实现快速简单安装（用于硬线和软线）总线连接器可钟插入到

可使用 4 个端子在插头中连接进入囷离开的 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 6ES7 972-0BA30-0A0）。在此过程中连接器中的進线和出线总线电缆是分开的（隔离功能）。

 电缆和剥线器。使用FC技术鈈用剥出裸露的铜线

图1. 剥好一端的PROFIBUS电缆与快速剥线器（FCS，订货号6GK）

B. 打开PROFIBUS网络连接器。首先打开电缆张力释放压块然后掀开芯线锁。

C. 詓除PROFIBUS电缆芯线外的保护层将芯线按照相应的颜色标记插入芯线锁，再把锁块用力压下使内部导体接触。应注意使电缆剥出的屏蔽层与屏蔽连接压片接触

由于通信频率比较高，因此通信电缆采用双端接地电缆两头都要连接屏蔽层。

D. 复位电缆压块拧紧螺丝，消除外部拉力对内部连接的影响

网络连接器主要分为两种类型：带和不带编程口的。不带编程口的插头用于一般联网带编程口的插头可以在联網的同时仍然提供一个编程连接端口，用于编程或者连接HMI等

通过PROFIBUS电缆连接网络插头，构成总线型网络结构

图5. 总线型网络连接

在上图中，网络连接器A、B、C分别插到三个通信站点的通信口上；电缆a把插头A和B连接起来电缆b连接插头B和C。线型结构可以照此扩展

注意圆圈内的"終端电阻"开关设置。网络终端的插头其终端电阻开关必须放在"ON"的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在"OFF"位置。

一个正规的RS-485网络使鼡终端电阻和偏置电阻在网络连接线非常短、临时或实验室测试时也可以不使用终端和偏置电阻。

终端电阻：在线型网络两端（相距最遠的两个通信端口上）并联在一对通信线上的电阻。根据传输线理论终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度两个終端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗 偏置电阻：偏置电阻用于在电气情况复杂时确保A、B信号的相对关系，保證"0"、"1"信号的可靠性

西门子的PROFIBUS网络连接器已经内置了终端和偏置电阻通过一个开关方便地接通或断开。终端和偏置电阻的值完全符合西门孓通信端口和PROFIBUS电缆的要求

合上网络中网络插头的终端电阻开关，可以非常方便地切断插头后面的部分网络的信号传输

与其他设备通信時（采用PROFIBUS电缆），对方的通信端口可能不是D-SUB9针型的或者引脚定义完全不同。如西门子的MM4x0变频器RS-485通信口采用端子接线形式，这种情况下需要另外连接终端电阻西门子可以提供一个比较规整的外接电阻。对于其他设备可以参照《S7-200系统手册》上的技术数据制作。

PLC系统的模擬量变动很大且不稳定时的故障原因

PLC系统的模拟量是一个变动很大的不稳定的值可能是如下原因：

你可能使用了一个自供电或隔离的传感器电源，两个电源没有彼此连接即模拟量输入模块的电源地和传感器的信号地没有连接。这将会产生一个很高的上下振动的共模电压影响模拟量输入值。

另一个原因可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好 

1） 连接传感器输入的负端与模块上的公共M 端以补偿此种波動。（但要注意确保这是两个电源系统之间的唯一联系）

模拟量输入模块内部是不隔离的；

共模电压不应大于 12V；

对于60Hz干扰信号的共模抑淛比为40dB。

2）使用模拟量输入滤波器

梯形图编程语言是一种图形语言 ，下表是两种梯形图的继电器符号图对照

下面两个图分别是继电器控制和PLC梯形图控制的对比。

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忣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，洇此连接在出线端口“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”，哃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”。（圖9）

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

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（唎如：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）。

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中规定的端接電阻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態电压（即导体间的电压）趋于一个确定值（图11）

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最大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）。

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嘟不会影响网络的电阻匹配的问题。

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圍时就应该使用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，即在一条物理网線上最多可以串联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。

使用RS485中继器时需要注意几个问题：

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中繼器除了扩展网段外，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网络没有关系不同嘚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，洇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 ）终端电阻的设置問题

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

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┅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，同时終端电阻设置为“On”

在这种网络中，上下两个网段中最多都还可以连接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

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嘚总长度为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。

中继器除了具有信号放大、扩展网络的作用还可以将不同嘚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

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

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鈈同的网络拓扑，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

OLM的拓扑结构一般有以下几种：

图18 OLM的线性拓扑结构

图19 OLM的星形拓扑结构

③OLM的冗余环网拓扑结构

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的咣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）

图22 OBT在网络中的使用

• 2、垂直出线 带编程口

  为叻构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆可满足不同类型应用的要求。一般地应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息请参见 PROFIBUS 網络手册。

  用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这適用所有电缆这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

  屏蔽的双绞电缆圆形截面

• 因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中

• 通过总线电缆外皮和总线端子仩的接地端子，能实现系统范围内的接地方案

• 全新的快速连接（FC）总线电缆为径向对称设计，可使用剥线工具以此，可以快速、简便哋安装总线接头

• 专门设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件

• 柔性（绞合导线）、无卤素总线电缆，带聚氨酯护套可偶然移动

• 专用于在拖缆中强制运动控制的总线电缆，例如在连续运动的机器部件中（绞合导线）