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2025-09-29
PROFIBUS硬件及其应用
【摘要】：如图10-6所示为PROFIBUS电缆，包括100%的铝箔屏蔽和65%的镀锡铜编织网屏蔽，具有最大的屏蔽效果。图10-11 总线连接器的终端电阻图10-12 终端电阻的具体设置5.通信处理器与PROFIBUS相关联的通信处理器主要包括：1）CP 342-5通信处理器；2）CP 342-5 FO通信处理器；3）CP 443-5通信处理器；4）用于PC/PG的通信处理器。
1.PROFIBUS的物理层
可以使用多种通信介质（电、光、红外、导轨以及混合方式）。传输速率9.6kbit/s～12Mbit/s，假设DP有32个站点，所有站点传送512bit/s输入和512bit/s输出，在12Mbit/s时只需1ms。每个DP从站的输入数据和输出数据最大为244B。使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离为9.6km，使用光缆时最长90km，最多可以接127个从站。可以使用灵活的拓扑结构，支持线型、树形、环形结构以及冗余的通信模型。
DP和FMS使用相同的传输技术和统一的总线存取协议，可以在同一根电缆上同时运行。DP/FMS符合EIA RS-485标准（也称为H2），采用屏蔽或非屏蔽双绞线电缆，9.6kbit/s到12Mbit/s。一个总线段最多32个站，带中继器最多127个站。
2.D型连接器
PROFIBUS标准推荐总线站与总线的相互连接使用9针D形连接器，如图10-4所示。A，B线上的波形相反。信号为1时B线为高电平，A线为低电平。
使用该连接器时，注意A1和B1为入线电缆接口端、A2、B2为出线电缆接入端；在接线时将电缆内的绿色芯缆接入A、红色芯缆接入B，并将PROFIBUS电缆的紫色外皮剥去适宜长度，并保留部分屏蔽层。图10-5所示为D形连接器与总线电缆的装配过程。
图10-4 针D形连接器
1—红色芯缆 2—绿色芯缆 3—PG口（编程口） 4—PROFIBUS连接口 5—四位接线端子 6—电缆屏蔽层 7—上盖螺钉 8—PROFIBUS电缆 9—滑动开关 10—固定螺钉
图10-5 D形连接器与总线电缆的装配过程
图10-5 D形连接器与总线电缆的装配过程（续）
3.电缆和光纤
PROFIBUS电缆阻抗为135～165Ω，回路电阻小于等于110Ω/km，为双同轴缆（绞合线对）结构，且允许承载最大的信号量。如图10-6所示为PROFIBUS电缆，包括100%的铝箔屏蔽和65%的镀锡铜编织网屏蔽，具有最大的屏蔽效果。
PROFIBUS也支持光纤传输，其中单芯玻璃光纤的最大连接距离为15km，但是必须增加光纤接口，图10-7所示为PB-OLM02转换器，可实现PROFIBUS的电气接口到光纤接口的转换，用于PROFIBUS光纤通信组网，可以组成总线型（如图10-8所示）或星形结构（如图10-9所示）。
图10-6 PROFIBUS电缆
图10-7 PB-OLM02转换器
图10-8 总线型结构
(https://www.chuimin.cn)
图10-9 星形结构
4.终端电阻
在一个网络段的第一个和最后一个节点上都需要接通终端电阻，如图10-10所示。
图10-10 终端电阻连接示意
设置总线连接器上的终端电阻的步骤如下：
1）将已接线的总线连接器连接到模块。
2）将总线连接器用螺钉固定到模块中。
3）如果总线连接器位于某一区段的头尾处，则必须启用端接器电阻（开关位置“ON”，如图10-11和图10-12所示）。
图10-11 总线连接器的终端电阻
图10-12 终端电阻的具体设置
5.通信处理器
与PROFIBUS相关联的通信处理器主要包括：
1）CP 342-5通信处理器；
2）CP 342-5 FO通信处理器；
3）CP 443-5通信处理器；
4）用于PC/PG的通信处理器。
表10-1是用于PC/PG的通信处理器特性总览，其中CP 5613是带微处理器的PCI卡，有一个PROFIBUS接口，仅支持DP主站；CP 5614有两个PROFIBUS接口，可以作DP主站或DP从站；CP 5611用于带PCMCIA插槽的笔记本电脑，有一个PROFIBUS接口，可做主站和从站。
表10-1 用于PC/PG的通信处理器
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