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总线专题:第五讲 PROFIBUS

时间:12-16 来源:互联网 点击:

内,是DP的延伸部分,他靠耦合器(Coupler)或链接器(Link)与DP相连。

DP的中央控制器周期地读取从站(如I/O、驱动器、阀门等)的输入信息并周期地向从站发送输出信息(如控制阀门的控制信息等),总线循环时间必须要比中央控制的程序循环时间短,因为除了周期性用户数据(这是大量的)传输外,还要有与现场智能化设备进行的非周期性通信的时间,如进行组态,诊断和报警等信息的处理。

3.PROFIBUS的传输技术

现场总线系统的应用在很大程度上取决于选用的传输技术,既要考虑一些总的要求(传输可靠,传输距离和高速)又要考虑一些简便而又价廉的机电因素。当涉及过程自动化时,数据和电源的传送必须在同一根电缆上。由于单一的传输技术不可能满足所有的要求,因此PROFIBUS提供以下3种类型;DP和FMS的RS-485传输,PA的IEC61158-2传输和光纤(FO)传输。

1)DP和FMS的RS485传输

采用一根导线对的双绞屏蔽铜芯电缆,RS485传输技术的操作非常容易,双绞线电缆的安装不需要专门的知识。总线结构允许随时增加站、撤除站或者说系统的分步投运而不影响总线上的其他站。后继站的扩展不影响已在总线上运行的所有站。RS485的传输速率在9.6kbit/s和12Mbit/s之间选用。总线上的所有设备均应选用相同的传输速率。在一个总线段中最多可连接32个站(分站或从站),当使用中继器时,可扩展至126个站。

在每个总线段的开始和结束端各用一个有源(active)的总线终端器来终止。最大的电缆长度取决于传输速率,见表1。

A型电缆的参数为①阻抗为135~165?;②电容小于30pF/m;③回路电阻为110Ω/km;④线规为0.64mm;⑤导线截面积大于0.34mm2 在连接器方向,最好采用9针D型(IP20);而在保护等级为IP65/67时,则是好用M12,HAN-BRID或西门子的混合型连接器。

2)IEC 61158-2传输

PROFIBUS PA 应用IEC61158-2传输技术,PA可用于危险区域,如化工,石油等行业需防爆的场合。所有用在危险区域的部件都必须经过授权批准的中立机构按照FISCO(Fieldbus Instrinsically Safe Concept)模型和IEC61158-2的要求进行认证和核准。这些机构如PTB,BVS(德国),UL,FM(美国)等。如果所有使用的部件按要求进行认证,并对供电装置、电缆长度和总线终端器的选择遵照以下的规则,那么PA网络的投运就不需要更多的系统试验了,因此是有IEC61158-2传输技术的送件和限制由FISCO模型来定义。FISCO模型已经在德国由PTB(联邦物理技术研究院)开发,并被国际所承认作为用于危险场合现场总线的基本模型。符合IEC61158-2和FISCO模型的传输技术基于以下的规则:

①每一段只有一个供电电源,作为供电装置。②当一个站在发送信息时,对总线不供电。③在稳定状态下,每个现场设备消耗恒定的基本电流。 ④现场设备的作用如同一个无源的(passive)电流吸收器。⑤在主总线的二端各有一个无源的终端器⑥允许线型、树型和星型拓补结构。

IEC61158-2传输技术的主要特性见表2

关于IEC611582-2

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