PROFIBUS DP 网络部署的四大要点

PROFIBUS 线缆

PROFIBUS-DP 物理层支持屏蔽双绞线和光纤两种介质，其中 RS485 传输方式应用最为广泛。

PROFIBUS-DP 规定的电缆有 A 型和 B 型两种。技术参数如表中所示。

电缆参数	A 型	B 型
阻抗	135Ω~165Ω (ƒ=3~20MHz)	100Ω~130Ω (ƒ>100kHz)
电容	<30 pF/m	<60 pF/m
电阻	≤110Ω/Km	–
导线截面积	≥0.34mm²(22AWG)	≥0.22mm²(24AWG)

近年来新安装的系统中，均使用性能好的 A 型电缆，其外表层的颜色为紫色。

使用 A 型线缆时，总线传输速率为 9.6k bps~12M bps。传输速度不同可传输距离也不同，其对应关系如下方表中所示：

传输速度与 A 型电缆传输距离的关系

波特率（kBit/s）	线长（m）
9.6	1200
19.2	1200
45.45	1200
93.75	1200
187.5	1000
500	400
1500	200
3000	100
6000	100
12000	100

PROFIBUS 插头

PROFIBUS 插头用于连接 PROFIBUS 线缆和 PROFIBUS 站点。PROFIBUS-DP 协议规定电缆接口采用 9 针 D 型连接器，连接器的机械和电气特性符合 IEC 807-3 的规定。

D 型连接器分插头和母座两种形式，母座在设备站一侧，插头与 RS-485 线缆相连。9 针 D 型接头中的管脚定义如表中所示：

管脚	名称	功能
1	Shield	屏蔽，保护地
2	M24	24V 输出电压 -
3	RxD/TxD-P	接收/发送数据 -P
4	CNTR-P	控制 -P
5	D-GND	数据地
6	VP	供电电压 +5V
7	P24	24V 输出电压 +
8	RxD/TxD-N	接收/发送数据 -N
9	CNTR-N	控制 -N

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。

在每个 PROFIBUS 插头上，都内置了终端电阻，需要时可以接入「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，此时连接在出线端口「Out」后面的网段信号也将被中断。因此，在每个物理网段两个终端站点上的插头，需要将线缆连接在进线口「In」，同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线缆连接在进线口「In」和出线口「Out」，同时将终端电阻设置为「OFF」。其拨码的内部原理如下方所示：

当开关拨至「ON」时，进线端 A1,B1 和终端电阻相连，出线端 A2,B2 是断开状态，所以在 PROFIBUS DP 网络的两端，线缆必须接入 A1,B1 进线端，否则终端电阻不起作用。

当开关拨至「OFF」时，终端电阻和数据线断开，进线端 A1,B1 和出线端 A2,B2 相连，串联起网络上的设备。

终端电阻

PROFIBUS 电缆的两端应连接终端电阻。终端电阻是为了消除信号在通信电缆两端由于阻抗不连续或阻抗不匹配而引起的信号反射。

在一个物理网段中，应确保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，否则由于电阻的不匹配影响到整个网络的通讯质量。在现场应用中，通过使用有源终端电阻设备来避免终端设备出现问题时，引起的线缆阻抗不匹配。

下图是 HMS 公司提供的双电源终端电阻模块。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，都不会影响网络的电阻匹配问题。

网络拓扑

当各站点通过插头以及线缆连接到网络上时，根据 RS-485 串口通信规范，网络上最多可连接 127 个站点，每个物理网段支持 32 台设备，当设备超过 32 台或者网络通讯距离超过波特率对应的规定范围时，就需要使用 RS-485 中继器来拓展网络连接，并且在每个物理网段的终端应设置终端电阻保证通信质量。

需要注意的是，现场网络可能比较复杂，一个完整的网络可能由多个网段组成，网段之间使用中继器进行连接，但每个网段仍然是总线型结构，并且在每个网段的两端都需要加终端电阻。

中继器没有站点地址，但是需要被计算在每段的最大站数中。

下图使用 HMS 公司提供的中继器 Repeater B1 来扩展线型网络，通过 3 台中继器将网络上的设备扩展到 122 台（需要将中继器上的终端电阻都拨到 ON）。

有的现场由于设备距离较远或者设备安装位置复杂，无法只通过线型网络来连接所有设备，那么也可以使用 HMS 公司提供的中继器 PorfiHub B5 来组建星型拓扑。

以上就是本期文章的全部内容，希望能帮助您了解到更多 PROFIBUS DP 设备的知识。

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