PROFIBUS网络优化技巧

PROFIBUS总线符合EIARS485[8]标准，PROFIBUSRS485的传输是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。传输介质可以是屏蔽双绞线或光缆。

1.PROFIBUS网络的通信速率与通信距离

使用PROFIBUS电缆电气传输时，PROFIBUS网络支持的通信速率与通信距离有关，见表8-1。

表8-1 PROFIBUS网络通信速率与通信距离的对应关系

2.电气网络拓扑结构

使用PROFIBUS电缆和PROFIBUS连接器连接PROFIBUS站点。每一个RS485网段最大为32个站点，在总线的两端必须使用终端电阻，总线的终端电阻集成在连接器及网络部件中。

使用西门子RS485网络连接器可将多台通信站点连接到通信网络上。RS485网络连接器上有两组连接端子A1B1和A2B2，分别用于连接输入电缆和输出电缆。网络连接器上集成有终端和偏置电阻的选择开关，网络两端的通信站点必须将网络连接器的选择开关设置为On，网络中间的通信站点则需要将选择开关设置为Off。RS485网络连接如图8-2所示。

开关位置说明如下：

①开关位置=开（On）：端接且偏置。

②开关位置=关（Off）：无端接或偏置。

③开关位置=开（On）：端接且偏置。

RS485网络连接器终端电阻和偏置电阻接线见表8-2。

图8-2 RS485网络连接

表8-2 RS485网络连接器终端电阻和偏置

(www.xing528.com)

①引脚编号

②网络连接器

③电缆屏蔽。

如果需要扩展总线的长度，或者PROFIBUS站点数大于32个时，需要使用RS485中继器。例如，PROFIBUS总线的长度为500m，而波特率要求达到1.5Mbit/s，对照表8-1可知，波特率为1.5Mbit/s时总线最大的长度为200m，要扩展到500m，就需要加入两个RS485中继器，如图8-3所示，为使用RS485中继器的PROFIBUS网络进行总线拓扑。

图8-3 使用RS485中继器的总线拓扑结构

RS485中继器是一个有源的网络元件，需要占一个站点。西门子RS485中继器具有信号放大和再生功能，可以实现网段之间的电气隔离。在一条PROFIBUS总线上最多可以安装9个西门子RS485中继器。

使用RS485中继器还可以实现PROFIBUS网络的星形和树形拓扑。如图8-4所示，该网络拓扑中，网段2得到网段1的放大再生信号，同样网段1也得到网段2的放大再生信号。RS485中继器的网段1不是网络终端设备，而是网络中间的一个设备，终端电阻设置在“Off”，网段1上的两个终端设备设置终端电阻。RS485中继器的网段2是网络终端设备，终端电阻设置在“On”，网段2也可以像网段1一样通过接线端子A2、B2进行扩展。

图8-4 使用RS485中继器的拓扑结构

3.光纤网络拓扑结构

光纤网络可以满足长距离数据传输并且保持较高的传输速率。尤其在强电磁干扰的环境中，光纤网络具有良好的传输特性，整个网络可以不受干扰信号的影响。

PROFIBUS OLM（Optical Link Module）是PROFIBUS电信号与PROFIBUS光信号相互转换的网络组件。使用PROFIBUSOLM构建光纤网络，可以实现总线拓扑、冗余环网和星形拓扑结构。

注意：

•一个网段最大有32个节点（包括RS485中继器、PROFIBUSOLM及其他带有RS485驱动的元件）。

•每一个网段终端必须有终端电阻。