工业网络通讯

集成FO接口 OBT 集成FO接口 OBT OLM
OLM
不可以
可以
使用OLM模块进行远距离连接
无FO接口 集成FO接口 集成FO接口 无FO接口
玻璃光纤 15公里
OBT
OBT
OBT
OBT
塑性光纤 或PCF 塑性光纤 或PCF
OLM OLM
PROFIBUS-DP网络的配置
在配置网络时，主要考虑的因素有下面几点
铝箔屏蔽层
Max. Len. 10m
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网
电缆芯线×4
PP聚丙烯护线套
返回
电缆预装接头
9针sub-D插头
工业以太网连接电缆
15针sub-D插头
9针sub-D插头
工业以太网级联电缆
9针sub-D插头
9针sub-D插头
工业以太网接插电缆
9针sub-D插头
返回
工业双绞线9针sub-D连接器
2.9毫米 2 30千克
光缆结构
双工塑性光缆
标准塑性光缆
标准PCF光缆
光纤
光纤包层
光缆护套
抗应力纤维
PROFIBUS-DP网络的通讯方式
令牌环网和主从轮询
DP网络中存在很多通讯节点，这些 节点分为主节点和从节点。当网络 中的主从节点间进行数据的交换存 取时采用了两种通讯方式，即主站 间的令牌环网和主从站间的轮询通 讯。
OLM模块应用的传输介质
塑性光缆，最大传输距离80米 BFOC连接器 PCF光缆，最大传输距离400米 4BFOC连接器 多模玻璃纤维光缆，最大传输距离3000米 4BFOC连接器
单模玻璃纤维光缆，最大传输距离15千米
OLM模块的接线
9针sub-D接口，用于连接DP节点，如PG， OP，PC或其他无集成接口的设备 两路光缆接口，用于连接DP光网，使用 BFOC连接器
工业网络通讯
现场级：PLC（TDC） 变频器 仪表 PG OP等
过程级：HMI PC（ES OS） 管理级：PC Client
现场级的网络通讯
可编程逻辑控制器的运用
现场通讯网络的建立
SIEMENS的PROFIBUS现场总线技术 PROFIBUS-DP PROFIBUS-PA
DP网络的系统结构
w 单主系统 w 带监控站的系统 w 多主系统和分层的多主系统
通讯方式
Master
Master
Master
Master
Slave S S S S
S
S
PROFIBUS-DP网络电缆长度
网络传输速率 网络电缆类型
RS-485传输技术
RS-485传输技术特性
网络拓扑结构 传输介质 网段长度（可能） 线形 树形 （使用中继） 屏蔽双绞线 1000米，传输速率 187.5kbps 400 米，传输速率 500kbps 200 米，传输速率 1.5Mbps 100 米，传输速率 3/6/12Mbps 最多9个
DP网络系统结构-单主系统
一个DP网络的最小系统至少要由1 个DP（一类）主站和若干个DP从 站组成。
主站：对总线上的数据具有主动接收能力的控制器 从站：响应主站的数据请求，不能主动接收数据 一类主站：控制管理总线通讯，完成周期性数据访问
二类主站：完成非周期性数据读写，如系统配置、故障诊断等工作
工业双绞线15针sub-D连接器
3
1
工业以太网连接电缆
10 5 12
6 5 9
6
7
1 6
工业以太网级联电缆
1 6 5 9
5 9
1
工业以太网接插电缆
1
6
5 9
6来自百度文库
5 9
工业以太网集线器
在网络柜中连接以太网安装电缆
使用安装电缆进行网络星形连接
工业以太网接插器
在网络柜中连接以太网安装电缆
使用接插电缆进行网络星形连接
I/O从站
I/O从站
DP网络系统结构-分层多主系统
基于以太网的分层的多主系统 HUB
工业以太网
PLC主站1
PLC主站2
具有DP通讯 能力的仪表
I/O从站
I/O从站
PROFIBUS-DP网络的接入设备
S7系列PLC ET200系列远程I/O
编程设备（PG/PC）
操作员站（OP） 大型传动设备（MD ML2） 具有通讯单元的配电设备（CB） 其他具有通讯接口的设备
网段长度（PtP）
玻璃光纤最大15000米，与光缆和OLM类型有关 塑性光纤80米（OLM） 塑性光纤50米（OBT）
整个网络最多可连接127个网络节点 使用OLM的光纤环网可最多连接126个网络节点 9.6kbps，19.2kbps，45.45kbps（PA），187.5kbps， 500kbps，1.5Mbps，3Mbps，6Mbps，12Mbps
节点数量 传输速率
网络节点的接入方式
节点连入网络需要一定的连接方式，工业现场主要采用下面的几种
总线连接器接入
总线终端连接器接入 中继器接入（广义节点）
DP网络中的连接器按照传输速率可以分为 两类：
适用于1.5Mbps以下传输速率的网络连接器
适用于1.5Mbps～12Mbps传输速率的网络连接器
应用连接器时要注意结合网络速率选择！
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网 双绞线芯线
PE聚乙烯护线套
以太网传输电缆
工业用双芯绞合标准安装电缆ITP 4芯
PVC电缆外皮 敷锡铜线屏蔽丝网 电缆内衬 芯线
PE护线套
盲线
以太网传输电缆
双绞线电缆TP（四芯电缆）
铝箔屏蔽层
Max. Len. 10m
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网 电缆芯线×4
PP聚丙烯护线套
400米 300米
200微米 石英 2 22千克
PROFIBUS 网络光缆（玻璃纤维光缆）
标准光缆 节点间光缆长度 不带BFOC连接器 带BFOC连接器 4000米 1000米 户内光缆
100米
光纤类型
光纤束直径 光纤芯束数 每千米重量
多模光纤62.5/125微米
3.5毫米 2 74千克
多模光纤62.5/125微米
DP网络和DP光纤网的接口
节点类型 接入网络类型 接口模块
RS-485接口的 DP节点
DP光纤网
OBT OLM 直接接入
例图
集成FO接口的 DP光纤网 DP节点
光纤网段的连接 和冗余环网
例图
DP光纤网
OLM
例图
没有FO接口的DP节点接入光纤网
DP电缆
DP节点
DP节点
DP电缆
DP节点
DP节点
PG编程电缆
PLC主站
I/O站
具有DP通讯 能力的仪表
I/O站
DP网络系统结构-带监控主站系统
操作员站HMI
操作员站/HMI
PLC主站
I/O站
具有DP通讯 能力的仪表
I/O站
DP网络系统结构-带监控主站系统
其他通信协议监控站的连接
工业以太网
PLC主站
工程师站/操作员站
I/O站
具有DP通讯 能力的仪表
I/O站
上图的光缆接线缩短了两个节点间的最 大允许连接距离
关于传输距离
OBT和集成FO接口的S7-400系列模块仅可以通过塑性光纤和 PCF光缆传输信号，而且最大的传输距离为300米（PCF）。 只有使用OLM接口模块才可以实现网络信号的远距离传输， 传输最远距离可以达到15公里 可以使用玻璃光纤的通讯节点
1 网络传输速率 2 所需的节点++数量 3 所需的网络组件的类型（如，连接器等） 4 所需的电缆类型 5 所需的网段长度 6 网络电缆的电磁和机械环环境（浪涌/路由等）
7 设置任意两个DTE设备间的中继器数量不超过9个
8 网段间的互联会加大整个网络中数据传输的负担
OBT模块
OBT模块用于将DP节点 （无集成的FO接口）接入 到DP光纤网络中。
可连接中继数量
节点数量
传输速率
每个网段最多可连接32个网络节点 整个网络最多可连接127个网络节点（使用中继）
9.6kbps，19.2kbps，45.45kbps（PA），187.5kbps， 500kbps，1.5Mbps，3Mbps，6Mbps，12Mbps
光纤传输技术
光纤传输技术特性
网络拓扑结构 传输介质 线形（使用集成光纤接口的模块和OBT） 线形，星形，环形（使用OLM） 光缆（玻璃纤维，塑性光纤，PCF）
DP网络连接器
带螺丝端子的标准连接器
快速连接插头
制作快速连接电缆
1. 测量 2. 剥线 3. 分离
PROFIBUS-DP网络的传输介质
DP电缆
光缆
光缆
光缆的传输是点对点模式，如果需要网络处于全双工工作模式，每个节点都 需要两条光缆进行信号传输 PROFIBUS光纤网主要采用三种光缆，塑性光缆，PCF光缆，玻璃纤维光缆
最简单的单主系统配置
最简单的单一DP主站系统：PLC+PROFIBUS I/O
PLC主站
I/O站
I/O站 具有DP通讯 能力的仪表
DP网络系统结构-带监控主站系统

PC+组态软件 操作员站HMI 其他通信协议监控站的连接
DP网络系统结构-带监控主站系统
PC+组态软件
工程师站 配置组态软件
PROFIBUS 网络光缆（塑性光缆和PCF光缆）
塑性光缆（双工） 塑性光缆（标准） 节点间光缆长度 OLM-OLM IOInterface，OBT 光纤直径 光纤材料 光纤芯数 每千米重量 PCF标准光缆
50米 50米
980微米 聚甲基丙烯酸酯 2 7.8千克
80米 50米
980微米 聚甲基丙烯酸酯 2 65千克
PG
OLM
OLM
OLM
OLM
光缆
集成FO接口的网络节点
S7-400 IM467 FO PG/PC/OP ET200M IM153-2 FO 没有集成FO接口的节点
DP电缆
两节点间光缆距离 50-300米
光缆
OBT OBT
冗余环网
DP电缆 DP电缆
编程电缆
光缆
光缆长度过长，可以采 用另外的连接方式
DP网络系统结构-多主系统

PROFIBUS链路层：支持基于令牌的多主系统 PROFIBUS应用层：定义信息规范FMS
酸轧系统中仅用到了第一种
DP网络系统结构-多主系统
PROFIBUS链路层：支持基于令牌的多主系统
PLC主站1
PLC主站2
PLC主站3
逻 辑 令 牌 环
具有DP通讯 能力的仪表
OBT模块应用的传输介质
塑性光缆，最大传输距离50米
PCF光缆，最大传输距离300米
OBT模块的接线
9针sub-D接口，用于连接DP节点，如PG， OP，PC或其他无集成接口的设备 两路光缆接口，用于连接DP光网，使用单工 连接器
24V直流电源接口
OLM模块
OLM光链路模块是光电转换 模块，这种模块可以将网络 的拓扑结构扩展为总线型， 星型或冗余环网型。
24V直流电源接口及信号继电器常闭触点
过程级的网络通讯
工业以太网组件
电缆接头
传输电缆
网络附件 网络设备
以太网电缆接头-RJ-45接入
CP443-1前面板 工业以太网电缆 RJ-45接口 RJ-45接头
以太网传输电缆
工业用双芯绞合标准安装电缆ITP 2芯
铝箔屏蔽层 盲线（抗拉）
Max. Len. 100m
工业双绞线接线盒
ITP电缆进线 单出线 9针sub-D接口
双出线
工业以太网快速连接
一致的剥线工具 快速装配电缆
采用绝缘穿刺技术的RJ45连接器
2芯电缆
工业以太网安装电缆
4芯电缆
工业以太网连接电缆 工业以太网级联电缆 工业以太网接插电缆
4芯电缆（预装接头）
盲线（抗拉）
铝箔屏蔽层
Max. Len. 100m
PVC电缆护皮
敷锡铜线屏蔽丝网 双绞线芯线
PE聚乙烯护线套
返回
PVC电缆外皮 敷锡铜线屏蔽丝网 电缆内衬 芯线 PE护线套 盲线
返回