PROFIBUS 现场总线技术标准

汽车制造
装瓶系统
仓储系统
•楼宇自动化
交通管理自动化
供热、空调系统
•过程工业自动化
清洗工厂
化工和石化工厂
造纸和纺织品工厂
•电力工业和电力输送
发电厂
开关装置
1 PROFIBUS 在汽车生产中的应用
例如，在 Bochum 的 GM (Opel) 工厂
（1）对每个车身，PROFIBUS-DP控制机器人处理2，000多个焊接操作
（2）PROFIBUS-DP用在组装线上，每天生产1，200辆轿车
（3）PROFIBUS-DP用在冲压车间，每天处理22，000吨钢材
在 OPEL 工厂的网络结构示意图

2 PROFIBUS 在楼宇自动化中
例如，在法国的 Bibliotheque Nationale
PROFIBUS 控制四个 80 米高的塔楼
总面积 360,000 m2
容积约11,000,000 m3
PROFIBUS 任务包括
•报警管理
•能量优化
•监视
•技术设备的控制
•操作服务间的可靠、有效的通信、
3 PROFIBUS 在过程自动化中
在 1997 年四季度已销售出 15,000 多个 Profibus - PA 的设备
※ ROFIBUS-PA在 WACKER 化工厂的应用
WACKER 化工厂简介
•由Dr. Alexander Wacker 建立于1914年10月13日
•1992年,员工13,000 人, 32亿德国马克的营业额
•主要生产硅和胶制品
WACKER 化工厂项目实施情况
•项目从1997年1月开始
•使用仪器仪表和控制设备总价值500万马克
•1,000个PROFIBUS-PA的传感器和执行器

化工厂为什么选择PROFIBUS - PA？
•节省 50% 以上的规划、设计和安装成本
•适应本质安全区安装
•由于集中组态工具，容易维修
仪器仪表和控制部门的负责人 Mr. H. Krummen对此评论：
“由于PROFIBUS-PA 的使用，使新的生产线的设计、安装费用节省 超过2百万马克，
此外，本质安全能力和一个组态工具对所有仪器仪表都适用，这就意味着PROFIBUS-PA
完全符合NAMUR* 所期望的准则。”
※ PROFIBUS-PA在 bitburger啤酒厂的应用
•bitburger啤酒厂每年生产 350,000 吨， 在欧洲是最大的
Bitburger为什么选择 PROFIBUS-PA？
•由于容易安装，节省成本
•由于集中组态，建立系统简单
•由于提高了准确性，工厂有更高安全性和有效性
•由于减少了维护，而节省成本
•由于是开放的国际标准，使投资安全

PROFIBUS技术培训 —— 安装与布线
传输特点 (1)
高速 (H2), RS 485
•依据 RS 485，异步 NRZ 传输
•波特率从 9.6 kBit/s 到 12 MBit/s，可选
•双绞屏蔽电缆
•每段 32 个站，最多允许 127 个站

•距离: 12 MBit/s = 100 m; 1.5 MBit/s = 400m; < 187.5 kBit/s = 1000 m
•有中继器距离可延长到 10 公里
•9 针, D 型插头

传输特点 (2)
低速 (H1), IEC 1158-2
•同步 Manchester 编码, 31.25 kBit/s
•本质安全 (可选) 和通过总线对站供电 (可选)
•屏蔽或非屏蔽的双绞电缆
•每段距离达 1900 米，用中继器可延长到 10 公里
•最多 127 个站, 每段 10-32 个设备 (依赖于 EX-类型和供电消耗)
PROFIBUS 电缆要求 - IEC 1158-2
电缆设计: 屏蔽双绞电缆
导线面积: 0.8毫米2(AWG 18)
回路电阻: 44 ? / km
阻抗 （在31.25 KHz时）: 100 ? +/- 20%
衰减 （在39 KHz时）: 3dB / km
每单位长度的电容: 2nF / km
对 IEC 1158-2 传输的电缆被列在 PROFIBUS 电子产品指南中
PROFIBUS 电缆要求 - RS 485
参数 电缆类型 A
电缆设计 屏蔽双绞电缆
浪涌阻抗 135 ... 165 ?
回路电阻 110 ? / km
线径 0.64 mm
线截面积 > 0.34 mm
每单位长度的电容 < 30 pF / m
PROFIBUS 电缆被列在 PROFIBUS 电子产品指南中。

PROFIBUS 电缆长度 （对 RS 485）
波特率（ kBit/s） 9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000
线长（m, A类电缆） 1200 1200 1200 1000 400 200 100
长度可以用中继器来延长
9 针D 型连接器的针脚分配 （为RS 485用）
•对 PROFIBUS-DP/FMS 提供的连接器类型是9 针 D 型连接器
•插座部分被安装在设备上
•如果其他连接器能提供必要的命令信号的话，也允许使用

拓朴
PROFIBUS 支持总线型，树型和星型拓扑
•这里提供的拓扑是总线型拓扑
•在总线的开头和结尾必须有终端
•一段可以由最多 32 个站*组成


RS-485 传输的数据位顺序
每个八位二进数（１字节）按 11 位的顺序被传输
最小的有效位 (LSB) 被第一个发送
最大的有效位 (MSB) 被最后发送
每个八位二进数都补充三位，即开始、终止和奇偶校验位
此编码原理称 NRZ （即 Non Return to Zero）

信号电平

1 = 数据传输开始
2 = 空闲段、无数据传输、总线终端终止的电平
冗余性提高了系统的可靠性

PROFIBUS技术培训 —— 总线协议

PROFIBUS 总线访