西門子差壓變送器

正確的做法是兩個插頭都連接進線端。因為終端電阻與插頭的出線端是2選1的。終端電阻打on，進線端連接終端電阻，斷開與出線端的連接；終端電阻打off，進線端斷開與終端電阻的連接，連接出線端。

2常見的profibus總線連接

圖3 主站在總線一端點

圖3所示的是一般的profibus總線連接方法，主站位于總線的一端，終端電阻打on。
然后依次連接后面的站點，中間的站點終端電阻打off，后面的站點終端電阻打on

圖4 主站在總線中間

有時候由于現(xiàn)場設備分布的原因，主站也可以安裝在profibus總線的中間，具體做法如圖4所示。

終端電阻打on的設備不能斷電，如圖5所示profibus插頭上除了220歐的終端電阻以外還有兩個390歐的偏置電阻，并且偏置電阻上必須連接電源。

提供有各種類型的總線連接器，可優(yōu)化用于連接的設備：

總線連接器具有軸向電纜引出線（180°），可用于如 pc 和 simatic hmi op，傳輸速率高達 12 mbit/s，帶集成的總線端接電阻

帶垂直電纜引出線的總線連接器（90°）；

這種接頭采用垂直電纜引出線（有或沒有編程器接口），數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 mbit/s，帶集成的終端電阻。傳輸速率為 3、6 或12 mbit/s 時，在帶編程器接口的總線接頭和編程器之間，需要使用 simatic s5/s7 連接電纜。

有 30°電纜引出線的總線接頭（經(jīng)濟型），無編程器接口，數(shù)據(jù)傳輸速率大為 1.5 mbit/s，無集成的總線端接電阻。

profibus 快速連接 rs485 總線接頭（90°或 180°電纜引出線），傳輸速率大為 12mbit/s，采用絕緣刺破技術可實現(xiàn)快速簡單安裝（用于硬線和軟線）。

 

5plc編程方法簡單

其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖是使用得多的可編程序控制器的編程語言。梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶順序。

plc可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的順序時，梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言。用解釋順序?qū)⑺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。

6維修方便，維修工作量少。

plc有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，plc故障率很低?？梢愿鶕?jù)plc上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。

7能耗低，體積小。

使用plc后，對于復雜的控制系統(tǒng)。可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型plc體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。

解決plc控制系統(tǒng)應用的抗干擾問題

plc工業(yè)控制中的應用越來越廣泛。plc控制系統(tǒng)的可靠性直接影響到工業(yè)企業(yè)的平安生產(chǎn)和經(jīng)濟運行，隨著科學技術的發(fā)展。系統(tǒng)的抗干擾能力是關系到整個系統(tǒng)可靠運行的關鍵。自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型plc有的集中裝置在控制室，有的裝置在生產(chǎn)現(xiàn)場和各電機設備上，大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中。要提高plc控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求plc生產(chǎn)廠家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求工程設計、裝置施工和使用維護中引起高度重視，多方配合才干完善解決問題，有效地增強系統(tǒng)的抗干擾性能。

二、電磁干擾源及對系統(tǒng)的干擾

1干擾源及干擾一般分類

大都發(fā)生在電流或電壓劇烈變化的部位，影響plc控制系統(tǒng)的干擾源與一般影響工業(yè)控制設備的干擾源一樣。這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。

分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質(zhì)不同，干擾類型通常按干擾產(chǎn)生的原因、噪聲干擾模式和噪聲的波形性質(zhì)的不同劃分。其中：按噪聲產(chǎn)生的原因不同。分為繼續(xù)噪聲、偶發(fā)噪聲等；按噪聲干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(tài)（同方向）電壓迭加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的配電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130v以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統(tǒng)i/o模件損壞率較高的主要原因）這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種直接疊加在信號上，直接影響丈量與控制精度。

2plc控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源

2.1來自空間的輻射干擾

其分布極為復雜。若plc系統(tǒng)置于所射頻場內(nèi)，空間的輻射電磁場（emi主要是由電力網(wǎng)絡、電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產(chǎn)生的通常稱為輻射干擾。就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑：一是直接對plc內(nèi)部的輻射，由電路感應發(fā)生干擾；而是對plc通信內(nèi)網(wǎng)絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設備布置及設備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和plc局部屏蔽及高壓泄放元件進行維護。

2.2來自系統(tǒng)外引線的干擾

通常稱為傳導干擾。這種干擾在國工業(yè)現(xiàn)場較嚴重。主要通過電源和信號線引入。

1來自電源的干擾

因電源引入的干擾造成plc控制系統(tǒng)故障的情況很多，實踐證明。筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的plc電源，問題才得到解決。

將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，plc系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣。入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路傳到電源原邊。plc電源通常采用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在隔離是不可能的

2來自信號線引入的干擾

除了傳輸有效的各類信息之外，與plc控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線。會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的由信號引入干擾會引起i/o信號工作異常和丈量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機。plc控制系統(tǒng)因信號引入干擾造成i/o模件損壞數(shù)相當嚴重，由此引起系統(tǒng)故障的情況也很多。

3來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾

既能抑制電磁干擾的影響，接地是提高電子設備電磁兼容性（emc有效手段。正確的接地。又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使plc系統(tǒng)將無法正常工作。

不同接地點間存在地電位差，plc控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統(tǒng)混亂對plc系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均。引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必需一點接地，如果電纜屏蔽層兩端ab都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時，地線電流將更大。

屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環(huán)路，此外。變化磁場的作用下，屏蔽層內(nèi)有會出現(xiàn)感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上發(fā)生不等電位分布，影響plc內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。plc工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響plc邏輯運算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、順序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致丈量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。

2.3來自plc系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射發(fā)生。模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于plc制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進行電磁兼容設計的內(nèi)容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經(jīng)過考驗的系統(tǒng)。

三、plc控制系統(tǒng)工程應用的抗干擾設計

必需從設計階段開始便采取三個方面抑制措施：抑制干擾源；切斷或衰減電磁干擾的傳達途徑；提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。這三點就是抑制電磁干擾的基本原則。為了保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾。

西門子PROFIBUS紫色通信電纜插頭

西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭西門子PROFIBUS紫色通信電纜接頭

SPC 3 是一個帶處理器接口的預處理通信芯片。 SPC 3 處理消息幀和地址識別，處理數(shù)據(jù)備份序列以及處理 PROFIBUS-DP 的協(xié)議。

可為 Siemens SPC 3 提供附加的固件（參見訂購數(shù)據(jù)）。

DPC 31

DSPC 31 是一個帶處理器接口和集成處理器芯子（C31 芯）的預處理通信芯片。

用于將作為從站的智能現(xiàn)場裝置連接到 PROFIBUS-DP 和 PROFIBUS PA。

DPC31 能夠處理全部通信任務，其特點是有一個附加的 C31 芯子用于其他應用程序。 它把 ASIC SPC3 和 SPC4-2的通信特性綜合在單一芯片之中。 此外， 集成 C31 芯子可以由用戶編程。 可為 Siemens ASIC DPC 31 提供附加的固件（參見訂購數(shù)據(jù)）。

SPC 4-2

SPC 4-2 是一個帶有不同控制器處理器接口的預處理通信芯片。 計用于組合應用中。由于其低功率管理特性，它特別適合用在實質(zhì)安全系統(tǒng)中。 TMG itec 公司1)可為 SPC 4-2 提供固件。 利用 SIM 1-2 模塊，可為 PROFIBUS PA 轉換信號。

1) 訂貨聯(lián)系地址：
TMG itec
76137 Karlsruhe
Tel. +49 (0)721 82 80 60

SIM 1-2

SIM 1-2 可作為 SPC 4-2 或 DPC 31的補充。除了這些 ASIC以外，只需幾個外部部件，即可將 PROFIBUS PA現(xiàn)場設備連接到本安網(wǎng)絡。與 SPC 4-2 或 DPC 31 結合使用，PROFIBUS PA從站可由物理連接功能實現(xiàn)通訊控制功能。

SIM 1-2 支持所有發(fā)送和接收功能（包括傳輸長控制）以及輔助電源與總線電纜之間的高阻抗去耦。 它提供了一可調(diào)穩(wěn)壓電源，同時，也支持使用幾個無源部件配置電氣隔離電源。

ASIC具有一個接口邏輯，可為電流信號的隔離提供低成本、小功率接口，作為標準信號接口備用

用于不同應用區(qū)域的不同類型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險區(qū)域（Zone 1 和 Zone 2）） 雙層屏蔽，抗干擾性能好阻燃總線連接電纜（不含鹵素）。 由于電纜上印有以米表示的長度標記，因此易于確定長度 UL    

Benefits

由于特殊的總線電纜，有很廣的應用范圍。 由于使用了雙層屏蔽電纜和集成式接地技術，網(wǎng)絡具有抗干擾功能。 采用 FastConnect （快速連接） 電纜，連接器連接簡單又快速，從而節(jié)省了時間。 產(chǎn)品中不含硅硐，因此特別適用于汽車工業(yè) （如上釉流水線）。   

Area of application

為了構建 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡，提供有不同類型的電纜，可滿足不同類型應用的要求。一般地，應該使用所列出的電纜。有關網(wǎng)絡組態(tài)的詳細信息，請參見 PROFIBUS 網(wǎng)絡手冊。

UL

用于網(wǎng)絡電纜的 UL 列表（安全標準）對于美國和加拿大市場尤為必需。根據(jù)電纜敷設在建筑物中位置來決定適當?shù)囊?。這適用所有電纜，這些電纜從一個機器敷設到一遠程控制柜，位于電纜架上并保護著建筑物。通過 UL 的電纜在其名稱后面附加字母“GP”（通用）。

Ex

用于本質(zhì)安全 PROFIBUS DP 應用的電纜在其名稱后面附加字母“IS”（本質(zhì)安全）

SIMATIC S7-1200

SIMATIC S7-1500

SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-400

SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H

編程器

*

PC、工業(yè) PC

SIMATIC HMI 操作員控制和監(jiān)視系統(tǒng)

數(shù)控

機器人控制

驅(qū)動控制器

其它廠商設備

通過點到點通信模塊進行數(shù)據(jù)通信

通過點到點通信模塊，可實現(xiàn)功能強大的點到點連接。 例如，可以連接以下設備：

SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)

掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)

機器人控制

打印機

支持的協(xié)議：

*

Freeport： 適用于通用通信的用戶可設置報文格式

3964(R) 可提高傳輸可靠性

Modbus RTU 主站

Modbus RTU 從站

USS，通過指令實現(xiàn)

接口性質(zhì)：

RS 232 帶輔助信號

RS 422 用于全雙工連接

RS 485 用于半雙工和多點連接

傳輸速率為 300 - 115 200 bit/s

通過 Sub D 連接器進行連接

*

提供有大量功能，支持用戶的 S7-1500 編程、調(diào)試和維護等工作。

性能

指令處理速度更快, 取決于 CPU 型號、語言擴展和新的數(shù)據(jù)類型

代碼生成得到優(yōu)化，響應時間顯著縮短

集成技術

通過標準 PLCopen 運動控制塊，簡便、快速地對運動序列進行編程

方便的診斷和調(diào)試工具提供了驅(qū)動器調(diào)試支持

向組態(tài)系統(tǒng)和人機界面自動發(fā)送報警消息：簡化的故障排除步驟節(jié)省了調(diào)試時的時間與工作量。

等時同步模式

將分布式信號采集、信號傳輸和程序執(zhí)行與具有恒定總線循環(huán)時間的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán)進行同步耦合：

采集輸入信號并進行處理，按固定時間間隔（恒定總線循環(huán)時間）將輸出信號輸出。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。

由于分布式 I/O 以恒定總線循環(huán)時間進行同步信號處理，可實現(xiàn)可重現(xiàn)的確定過程響應

*

時間

在分布式自動化解決方案中，SIMATIC S7-1500 還可執(zhí)行高速處理操作，并可取得極高的精度和重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數(shù)量。

提供了用于完成運動控制、測量值采集、高速控制等復雜任務的全面組件。

集成安全功能

通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權而讀取和修改程序塊（與 STEP 7 相結合）

通過復制保護

來提高保護程度，防止未經(jīng)授權而復制程序塊：通過復制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。

4-級授權理念： 

可向用戶組分配不同訪問權限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設備之間的通信。由于操作保護得到改進，控制器可以檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未經(jīng)允許的傳輸。

設計與操作

帶集成顯示屏的 CPU： 

可方便地分析集中和分布式模塊的狀態(tài)，或不使用編程設備而設置或更改 IP 地址。系統(tǒng)診斷信息和用戶報警在顯示屏上以普通文本形式顯示，有助于快速有效地響應產(chǎn)生的錯誤消息。菜單和消息文本在顯示屏上可以多種語言顯示。