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dp头资料
（PROFIBUS_DP）⽹络调试体会
舒诗龙
2011-5-4
前⾔ (2)
⼀，PROFIBUS概念 (3)
⼆，PROFIBUS协议结构 (3)
三，电缆参数 (3)
四，测量⽅法 (4)
五，设计注意 (5)
六，施⼯注意 (6)
七，程序调试 (6)
⼋，备注 (7)
前⾔
现⼯程⼴泛⽤PROFIBUS-DP⽹络控制设备级系统并与分散式I/O通信，来取代24VDC或4-20mA信号传输。

在调试和维护过程中，经常与甲⽅现场电⽓维护⼈员，交流有关PROFIBUS-DP⽹络系统故障的诊断体会，现总结如下。

⼀，PROFIBUS概念
现场总线是安装在⽣产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的⾃动控制装置/系统之间的⼀种串⾏、数字式、多点通信的数据总线。

PROFIBUS即Process fieldbus，是⼀种国际化、开放式、不依赖于设备⽣产商的现场总线标准。

它⾃1984年开始，经过⼗多年的开发、⽣产和应⽤，已成为欧洲⾸屈⼀指的开放式现场总线系统。

⽬前PNO（Profibus⽤户组织）已拥有600多个成员，⽣产近千种产品。

Profibus产品在欧洲市场占有率⼤于40％，⼴泛应⽤于加⼯⾃动化、楼宇⾃动化、过程⾃动化、发电与输配电等领域。

⼆，PROFIBUS协议结构
PROFIBUS-DP是⼀种⾼速低成本通信，研制的现场总线产品，以ISO7498为基础，以开放式系统互联⽹络（OSI，Open system interconnection）作为参考模型，定义了物理传输特性，总线存取协议和应⽤功能。

多采⽤RS-485传输技术⽤于DP⽹络。

RS-485传输技术基本特征：
· ⽹络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻。

· 传输速率：9.6K bit/s~12M bit/s
· 介质：屏蔽双绞铜线电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）。

· 站点数：每分段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）。

· 插头连接：使⽤9针D型插头。

三，电缆参数
标准现场总线PROFIBUS-DP的硬件由主设备、从设备、⽹络⽹路等三部分组成。

其中PROFIBUS-DP介质使⽤屏蔽双绞铜线电缆。

电缆参数如下：
阻抗：135-165W
电容：〈 30pf/m
回路电阻：110Ω
线规：0.64mm
导线⾯积：>0.34mmW
电缆最⼤长度取决于传输速率。

传输速率与长度关系表：
波特率（K bit/s）9．619．293．75187．5 5001500 12000
1200 1000 400200 100 距离/段（M）12001200
插头连接图：
四，测量⽅法
D型插头内部结构图：
从图中可见，当开关拨⾄“ON”时，A1和B1两端和终端电阻相连，所以在⽹络的终端只能接A1和B1，否则不能连接终端电阻。

DP
当开关拨⾄“OFF”时，终端电阻和数据线断开，A1和A2，B1和B2相连，串起⽹络上的设备。

平时使⽤只⽤到了DB9（针）插头的3和8两个引脚，判断DP ⽹络硬件连接是否正常⾸先要保证数据线连接牢固，⽽检测的最好⽅法就是测量3，8引脚之间的电阻。

如果接线牢固，那么当开关拨⾄“ON”时3，8之间的电阻为220欧姆，当开关拨⾄“OFF”时电阻为⽆穷⼤。

实际测量：
开始，依次将开关拨⾄“ON”，观察万⽤表读数，如果为220欧姆，则该节点正常，然后将下⼀开关拨⾄“ON”，还是测量起点终端，如果测量电阻值是110欧姆，则起点到下⼀节点之间电缆和接头正常，不正常则该节点接线或此电缆有误。

注意：测量PROFIBUS-DP ⽹络终端电阻时要将所有DP 终端全部从模块上拔下，
不能带电。

络站点数，理论上每分段32个站，带RS485中继器可多到127使⽤万⽤表欧姆档，测量起点终端DB9（孔）插头之间3，8引脚的电阻，所有电阻开关均拨⾄“OFF”，电阻应是∞，然后从这个终端
五，设计注意
PROFIBUS-DP ⽹个站，⽬前推荐每段24个模块。

推荐主控单元CPU 为⽹络起点，不安全处通讯接⼝在最远端的⽹络系统下部。

即使开路不断整体⽹络。

若主控单元CPU 在中⼼，RS485中继器应放置在总线上离主控近的⼀端，⽽不是远端。

六，施⼯注意
很多时候DP ⽹络不通都是接线造成的，做好DP 电缆后使⽤以上的⽅法测试⼀遍再连接DP 设备可以保证硬件连接正确，提⾼调试效率。

DP 线的屏蔽层应保证与屏蔽汇流条接触良好，屏蔽地要保证接地良好（有时直接在本柜接保护地）。

确保DP 线不要与强电信号或者有经常性的电感性负载通断（如继电器线圈）的信号线绑在⼀起，最好全程单独穿管。

DP 头与底座之间是否紧密接触，由于底座是垂直安装，受重⼒会下坠，应确保不轻易上下滑动。

七，程序调试
⾸先保证站地址不重复。

FF”和插拔插头都不可能是此通讯模块有误，但⼤部是此通讯模块后连接的⼯损坏时，有可能导致整段⽹络的通讯不正上某个模块后通讯⼜故障，则该模块的通讯接⼝损坏。

若⽹络的通讯间断不正常，⽽且测试DP 设备硬件正确，可修改PROFIBUS-DP ⽹络传输速率。

可打开PLC 硬件在线诊断，也可调⽤FB125从画⾯上监视通讯，Step7在线诊断⽹络故障时，最好不要带电改DP 站地址，拨开关“ON”“O 好。

若有⼀个站地址不通，作模块安装不当造成。

当总线上的⼀个以上的模块的通讯接⼝常。

⽬前从理论上没有更好的诊断⽅法，只能将所有模块全部拔下，然后逐个插回原位，如果当插
⼋，备注
PROFIBUS-DP 插头连接时，起点接A1和B1，中间A1和B1进，A2和B2出，终端中间插头A1和A2，
B1和B2错接，因为打到“OFF”，调试时未查觉。

开始终端开关“ON”，好另外部分⽹络，越拨越错，判断有
接A1和B1。

有⼯程⽣产后，⽹络⼀出故障，维护⼈员拨开关“ON”“OFF”，拨⼀终端开关“ON”，好部分⽹络，拨另⼀误……后，全部拔下重接⼀切正常。

有⼯程CPU 起点接A2和B2，开关打到“OFF”，调试时正常，开始⽣产后，⽹络时不时出故障，改后重接正常。

有⼯程电缆接线正常，⽣产时通讯地址上闪SF 灯，后改PROFIBUS-DP ⽹络传输速率才正常。

典型总线电缆连接器的电压偏置及终端电阻
Profibus总线连接器及总线电缆的装配过程
名词解释
终端电阻：
在通讯中，增加终端电阻的作⽤是什么？
（1）⼀般说法：终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。

在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很⼩甚⾄没有，信号在这个地⽅就会引起反射。

这种信号反射的原理，与光从⼀种媒质进⼊另⼀种媒质要引起反射是相似的。

消除这种反射的⽅法，就必须在电缆的末端跨接⼀个与电缆的特性阻抗同样⼤⼩的终端电阻，使电缆的阻抗连续。

由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另⼀端可跨接⼀个同样⼤⼩的终端电阻。

引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。

这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲⽅式时，整个⽹络数据混乱。

要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采⽤噪声抑制和加偏置电阻的⽅法。

在实际应⽤中，对于⽐较⼩的反射信号，为简单⽅便，经常采⽤加偏置电阻的⽅法。

（2）永宏PLC⼿册：信号传输电路由于各种传输线都有其特性阻抗（以Twisted Pair ⽽⾔约为120Ω）。

当信号在传输线中传输⾄终端时，如果它的终端阻抗和特性阻抗不同时，
将会造成反射，⽽使信号波形失真（凹陷或凸出）。

该失真的现象在传输线短时并不明显，但随着传输线的加长会更加严重，致使⽆法正确传输，这时就必须加装终端电阻（ Terminator）。

FBs-PLC 内部已安装有120Ω终端电阻，要施加终端电阻时请打开PLC 通讯盖板，将指拨开关调到〝ON〞的位置上（出⼚时指拨是置于〝OFF〞位置），但注意终端电阻只能在Bus 的最左和最右的两侧PLC上施加，两侧间的所有PLC 指拨需置于〝OFF〞位置，否则会造成RS-485 推动能⼒不⾜。

终端电阻在通信中的作⽤2007-11-16 15:07终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射。

在通信过程中，有两种原因因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。

阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很⼩甚⾄没有，信号在这个地⽅就会引起反射。

这种信号反射的原理，与光从⼀种媒质进⼊另⼀种媒质要引起反射是相似的。

消除这种反射的⽅法，就必须在电缆的末端跨接⼀个与电缆的特性阻抗同样⼤⼩的终端电阻，使电缆的阻抗连续。

由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另⼀端可跨接⼀个同样⼤⼩的终端电阻。

引起信号反射的另个原因是数据收发器与传输电缆之间的阻抗不匹配。

这种原因引起的反射，主要表现在通讯线路处在空闲⽅式时，整个⽹络数据混乱。

要减弱反射信号对通讯线路的影响，通常采⽤噪声抑制和加偏置电阻的⽅法。

在实际应⽤中，对于⽐较⼩的反射信号，为简单⽅便，经常采⽤加偏置电阻的⽅法。

⼀个485⽹络，可能最多会有32个设备接上去，线长最⼤为1千⽶。

这个终端负载电阻线路的两端⽤阻抗匹配电阻,是所有的电阻都是XXX欧，还是这么多并起来的等效电阻值是120欧（是芯⽚的资料上给出的终端负载电阻）.
终端电阻和偏置电阻
⼀个正规的RS-485⽹络使⽤终端电阻和偏置电阻。

在⽹络连接线⾮常短、临时或实验室测试时也可以不使⽤终端和偏置电阻。

终端电阻：在线型⽹络两端（相距最远的两个通信端⼝上），并联在⼀对通信线上的电阻。

根据传输线理论，终端电阻可以吸收⽹络上的反射波，有效地增强信号强度。

两个终端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗
偏置电阻：偏置电阻⽤于在电⽓情况复杂时确保A、B信号的相对关系，保证“0”、“1”信号的可靠性
西门⼦的PROFIBUS⽹络连接器已经内置了终端和偏置电阻，通过⼀个开关⽅便地接通或断开。

终端和偏置电阻的值完全符合西门⼦通信端⼝和PROFIBUS电缆的要求。

合上⽹络中⽹络插头的终端电阻开关，可以⾮常⽅便地切断插头后⾯的部分⽹络的信号传输。

与其他设备通信时（采⽤PROFIBUS电缆），对⽅的通信端⼝可能不是D-SUB9针型的，或者引脚定义完全不同。

如西门⼦的MM4x0变频器，RS-485通信⼝采⽤端⼦接线形式，这种情况下需要另外连接终端电阻，西门⼦可以提供⼀个⽐较规整的外接电阻。

对于其他设备，可以参照《S7-200系统⼿册》上的技术数据制作。

西门⼦⽹络插头中的终端电阻、偏置电阻的⼤⼩与西门⼦PROFIBUS电缆的特性阻抗相匹配，强烈建议⽤户配套使⽤西门⼦的PROFIBUS电缆和⽹络插头。

可以避免许多⿇烦。

⼀个正规的RS-485⽹络（⽐如MPI，DP）应使⽤终端电阻和偏置电阻。

在⽹络连接线⾮常短、临时或实验室测试时也可以不使⽤终端和偏置电阻。

终端电阻：在线型⽹络两端（相距最远的两个通信端⼝上），并联在⼀对通信线上的电阻。

根据传输线理论，终端电阻可以吸收⽹络上的反射波，有效地增强信号强度。

两个终端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗。

偏置电阻：偏置电阻⽤于在电⽓情况复杂时确保A、B信号的相对关系，保证“0”、“1”信号的可靠性。

西门⼦的PROFIBUS⽹络连接器已经内置了终端和偏置电阻，通过⼀个开关⽅便地接通或断开。

⽹络终端的插头，其终端电阻开关必须放在“ON”的位置；中间站点的插头其终端电阻开关应放在“OFF”位置
PROFIBUS-DP in action at BMW 第五部分PROFIBUS -DP
PROFIBUS -THE International Open Fieldbus Standard
DPM1典型的设备是
组态监视或⼯程⼯具它被⽤来设定⽹络或参数DP-
典型的设备是输⼊输出驱动器阀操作
)
请求各种长度的⽤户数据响应各种长度的⽤户数据字节的输出数据
⼀个⼋位⼆进制数⼀字节按
时1个位时间0.6667 个⼋位⼆进制数位时间7.33
时1个位时间
个⼋位⼆进制数11个位时间
在实施中的余量精确的计算规则可以从获得。