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西门子电缆

电信号网络使用标准型圆形截面的双绞线屏蔽电缆进行数据传输。

视具体应用领域而定，有下列型式的电缆

- 配有 PE 或 PUR 护套，

- 无卤素型，

- 用于接地或者拖链

- 用于爆炸性危险区域的**电缆。

使用 PROFIBUS FastConnect 系统可以在现场快速、简便地装配 PROFIBUS 铜线缆。

可通过总线终端或总线连接插头连接终端设备。 使用转接器可以前后连接多个总线区段。

除了 FastConnect 系统之外还有适用于电气 PROFIBUS 网络的其它组件：

■ DP/DP 耦合器

■ 中继器

■ 总线连接插头

除了电信号网络 （RS485） 之外还有

用于 PROFIBUS PA 的电信号网络

6XV1830-0EH10【技术指标】

1、实心裸铜线导体，2芯并合成对，芯线红绿二色。

2、铝箔、裸金属丝编织双层屏蔽，PVC外护套，阻燃,外观紫色。

3、符合VDE 0472标准；B类试验（IEC332.1）。

4、带米标识，分100米、200米、300米包装，500米、1000米木轮包装。

5、工作参数：单线传输较大规格：1000m，加中继器可延长至10000m

西门子PROFIBUS-DP总线电缆6XV1830-0EH10其它介绍：

1．借助于其双屏蔽层，尤其适用于安装在易受电磁干扰的工业环境中

2．通过总线终端的接地触点的外包层，可实现接地的连续性

3．按米销售

4．当连接各站时，应确保数据线不要拧绞，系统在高电磁发射环境（如汽车制造业）下运行应使用带屛蔽的电缆，屏蔽可提高电磁兼容性（EMC）。

5．如用屏蔽编织线和屏蔽箔，应在两端与保护接地连接，并通过尽可能的大面积屏蔽接线来复盖，以保持良好的传导性。另外建议数据线必须与高压线隔离。

6．**过500Kbit/s的数据传输速率时应避免使用短截线段，应使用市场上现有的插头可使数据输入和输出电缆直接与插头连接，而且总线插头可在任何时候接通或断开而并不中断其它站的数据通信。

为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。

UL 认证

用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

Ex认证

6XV1840-2AH10

SIMATIC NET, IE FC TP 标准电缆 GP 2x2（PROFINET A 类）, TP 安装电缆,用于连接到 FC RJ45 模块化插座,应用广泛，4 芯，屏蔽，CAT. 5，按米销售，较大订货数量: 2000m, 较小订购量: 20 m

6XV1830-0EH10

SIMATIC NET, PROFIBUS 快速标准电缆 GP, 2 芯, 屏蔽, 为快速安装而特殊设计，较大长度: 1000m, 较小订购数量: 20m, 按米销售

6XV1830-3EH10

SIMATIC NET, PROFIBUS FC 拖缆, PROFIBUS 拖缆, 较大加速度:4 m/s2, 至少 3 百万次 弯曲次数，弯曲半径： 约 120mm，双芯屏蔽线，按米销售，较大长度: 1000m, 较小订购量: 20 m

【西门子电线电缆简介】

Overview

用于不同应用区域的不同类型（例如，地下电缆、拖曳电缆、危险区域（Zone 1 和 Zone 2））

双层屏蔽，抗干扰性能好

阻燃总线连接电缆（不含卤素）。

由于电缆上印有以米表示的长度标记，因此易于确定长度

UL 认证

由于特殊的总线电缆，有很广的应用范围。

由于使用了双层屏蔽电缆和集成式接地技术，网络具有抗干扰功能。

采用 FastConnect （快速连接） 电缆，连接器连接简单又快速，从而节省了时间。

产品中不含硅硐，因此特别适用于汽车工业 （如上釉流水线）。

为了构建 PROFIBUS DP 网络，提供有不同类型的电缆，可满足不同类型应用的要求。一般地，应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息，请参见 PROFIBUS 网络手册。

UL 认证

用于网络电缆的 UL 列表（安全标准）对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆，这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜，位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”（通用）。

Ex认证

用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”（本质安全）

屏蔽的双绞电缆，圆形截面

所有 PROFIBUS 总线电缆的特点：

因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。

通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。

印有以米表示的标记

电缆类型

全新的快速连接（FC）总线电缆为径向对称设计，可使用剥线工具。以此，可以快速、简便地安装总线接头。

PROFIBUS FC 标准电缆GP:

标准总线电缆专门为快速安装而设计的

PROFIBUS FC 标准电缆 IS GP：

具有特殊设计的标准总线电缆，用于快速安装本质安全分布式 I/O 系统

PROFIBUS FC 快速连接高强度电缆：

专门设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件

PROFIBUS FC 食用电缆：

该种电缆使用 PE 外套材料，因此适用于食品和**行业。

PROFIBUS FC 接地电缆：

**于地下敷设。它不同于装备有附加外套的 PROFIBUS 总线电缆

PROFIBUS FC软电缆

柔性（绞合导线）、无卤素总线电缆，带聚氨酯护套，可偶然移动

PROFIBUS FC 拖缆:

**于在拖缆中强制运动控制的总线电缆，例如在连续运动的机器部件中（绞合导线）

PROFIBUS FC FRNC 电缆：

双芯屏蔽，阻燃设计，无卤总线电缆，有一个共聚物外壳 FRNC（阻燃无腐蚀）

下列标准型CPU 可以提供：

CPU 312，用于小型工厂

CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂

CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂

CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

CPU 319-3 PN/DP，用于具有较大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

下列紧凑型CPU 可以提供：

CPU 312C，具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 313C，具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU

CPU 313C-2 PtP，具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 313C-2 DP，具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU

CPU 314C-2 PtP，具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU

CPU 314C-2 DP，具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU

下列技术型CPU 可以提供：

CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。

CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂

下列故障安全型CPU 可以提供：

CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂

CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂

CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有：

状态和故障 LED

模式选择开关

MPI 端口

CPU 还具有以下配置：

SIMATIC 微型存储卡（MMC 卡）插槽；

MMC 卡替代集成的装载存储器，因此是操作*品。

使用前连接器连接到集成的 I/O 端口（**紧凑型 CPU）

连接 PROFIBUS 总线(**于DP型CPU)

RS 422/485 的连接（仅 PtP CPU）

连接 PROFINET(**于PN型CPU)

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及较小的维护成本，因此提高了性价比。

高处理速度；

例如，在 CPU 315-2 DP 中，位运算时，0.05 ?1?7s；浮点运算时，0.45 ?1?7s，

在 CPU 319-3 PN/DP 中，位运算时，0.004 ?1?7s；浮点运算时，0.04 ?1?7s

扩展数量

作为装载存储器的 SIMATIC 微型存储卡（MMC）：

可在微型存储卡中存储一个完整的项目，包括符号和注释。RUN 模式下也可以进行读/写操作。这样可以降低服务成本

*电池即可在 MMC 上备份 RAM 数据

编程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 对 CPU 进行编程。可以使用下列编程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以运行 CPU 314 的工程与组态工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

标准型CPU

对标准型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.2 SP1 以上的软件。

紧凑型 CPU

对紧凑型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.3 SP2 以上的软件。老版本的STEP 7需要升级。

SIMATIC 软件是一个无缝互连的软件工具系统，适用于 SIMATIC S7 和 SIMATIC WinAC 可编程控制器。它对自动化工程的各个阶段都提供方便的功能：

硬件的规划、组态和参数化及通讯。

现场总线技术是当今**关注的热点课题，以现场总线为基础的全数字控制系统是 21 世纪自动化控制系统的主流。PROFIBUS-DP是一种经过优化的高速、廉价的通信连接，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通信设计，使用PROFIBUS-DP模块可取代价格昂贵的24V或0～20mA并行信号线，用于分布式控制系统的高速数据传输。PROFIBUS-DP主要应用于现场设备级，它的响应时间从几百 到几百ms，数据传输速率为9.6kbit/s～12Mbit/s，传输的数据容量为每个报文多达244个字节，传输介质为屏蔽双绞线或光缆，被广泛应用于楼宇自动化、水电厂管理和工业过程自动化控制系统中。

2 软起动控制器中PROFIBUS-DP通讯接口的硬件设计

    在软起动控制器的PROFIBUS-DP硬件接口电路设计方案上，采用单片机 + **集成芯片SPC3 + RS485驱动的方案。

2.1 SPC3简述

    SPC3（SIEMENS PROFIBUS CONTROLLER）为优化的智能PROFIBUS-DP从站，集成有PROFIBUS-DP物理层的数据收发功能，可独立处理PROFIBUS-DP协议。SPC3的内部有RAM、方式寄存器、状态寄存器、中断寄存器以及各种缓冲器指针和缓冲区等。SPC3有8根数据线和11根地址线，其中8根数据线与地址线复用，可以接80C32、80C166、80C196、HC196等单片机。SPC3内部集成了1.5KB的双口RAM作为SPC3与软件/程序的接口，能自动调整9.6K到12M波特率。

2.2 PROFIBUS-DP通信接口硬件设计

    PIC16F877与PROFIBUS-DP网络的连接通过一个PROFIBUS-DP网络的协议芯片SPC3和RS-485驱动电路组成。PROFIBUS-DP接口主要由处理器接口和串行总线接口组成。

    处理器接口电路如图1示：80C32通过P0口和P2口扩展外部存储器，将SPC3内部的双口RAM作为自己的外部RAM，通过对双口RAM的读写来完成对SPC3的初始化和有关数据的交换。图中P1是指用双PIC16F877设计的软起动控制器，作为通讯的从站，PIC16F877集成了SPI接口，可以和协议芯片SPC3结合，以及MAX485ESA完成到PROFIBUS-DP总线网络上的连接。

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图1 处理器接口电路

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图2串行总线接口电路

    SPC3芯片通过请求发送信号（RTS），发送数据信号（TXD），接收数据信号（RXD）,通过高速光耦HCPL7720和总线收发器ADM1485相连，构成串行总线接口。如图2所示，尽管SPC3已经集成了物理层的数据传输功能，但它不具备RS-485的驱动接口，因此添置了RS-485的驱动电路。目前能满足12M波特率的驱动器芯片为数不多，有SN65ALS176，SN75ALS176，ADM1485等，本系统中选用的是ADM1485。另外为了避免总线上的信号对电路的影响，在SPC3与RS-485总线驱动电路之间采用光电隔离。TXD、RXD信号的隔离器件选用Hewlett Packar公司的12M高速光耦HCPL7720，RTS的信号隔离器件选用HCPL0601。

3 通讯接口的软件设计

    PROFIBUS-DP的ASIC芯片SPC3集成了PROFIBUS-DP协议，能够处理PROFIBUS-DP状态机构，因此80C32不用参与处理PROFIBUS-DP状态机。80C32的主要任务是对SPC3进行合理的配置、初始化及对各种报文的处理。

   对SPC3的软件操作主要包括两个部分：SPC3的初始化和SPC3的中断处理。主程序和中断程序流程图分别如图3和图4所示。

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图 3 主程序流程图 图4中断程序流程图

    SPC3的初始化程序应放在主程序的前面，而中断处理程序完成CPU对SPC3中断输出的响应。 SPC3上电复位之后.在正常工作之前必须进行初始化，以配置各个寄存器。中断处理程序用于处理SPC3发生的各种事件，这些事件包括新的参数报文事件：全局控制命令报文事件，进入或退出数据交换状态事件，新的配置报文事件，新的地址设置报文事件，监测到波特率事件和看门狗溢出事件。SPC3在接收到由PROFIBUS主站传送的不同输出数据时会产生输出标志位，CPU通过在应用循环中轮询标志位来进行接收主站数据。对于特定应用的诊断信息需要实时传递到主站。主应用程序在应用循环中判断是否有可用的诊断BUF存在一当有空闲BUF时应用程序输入诊断信息，并请求更新。对于实时性要求严格的系统，应采用中断方式进行输出数据和诊断数据处理。

    由于用于现场的设备要特别考虑抗干扰能力，因此在设备硬件抗干扰技术的基础上，软件方面采用指令冗余，设置软件陷阱，系统的自检及软硬件相结合的看门狗技术，保证软件出轨的自动恢复，从而进一步提高系统的抗干扰能力。

4 结论

    软起动器有很多优点，然而，目前国内生产的异步电机的软起动器大多都不带通信接口，有一些带通信接口的，也多为 RS232 或 RS485 串行总线，这些串行总线,由于自身的特点,不适合工业现场控制,有碍于电动机机群的进一步网络化发展和企业管控一体化及综合自动化的实现。本文介绍的带 PROFIBUS-DP总线接口的软起动控制器，可以解决传统软起动器现场通信的不足，实现电动机的群控，促进企业综合自动化的底层网络建设，并能带来显着经济效益。