西門子電纜6XV1830-0EH10              西門子電纜6XV1830-0EH10

上海戈辰自動化科技有限公司（西門子核心分銷商）專業銷售西門子S7-200/300/400/1200/1500PLC，
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西門子DP通訊電纜詳細介紹

————用于不同應用區域的不同類型（例如，地下電纜、拖曳電纜、危險區域（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 認證

西門子DP通訊電纜說明

————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，從而節省了時間。

————產品中不含硅硐，因此特別適用于汽車工業 （如上釉流水線）。

西門子DP通訊電纜特性

為了構建 PROFIBUS DP 網絡，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。有關網絡組態的詳細信息，請參見 PROFIBUS 網絡手冊。

UL 認證

用于網絡電纜的 UL 列表（安全標準）對于美國和加拿大市場尤為必需。根據電纜敷設在建筑物中位置來決定適當的認證要求。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 認證的電纜在其名稱后面附加字母“GP”（通用）。

Ex認證

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

Design

屏蔽的雙絞電纜，圓形截面

所有 PROFIBUS 總線電纜的特點：

因為雙屏蔽作用，這些電纜特別適合用于易受電磁干擾的工業環境中。

通過總線電纜外皮和總線端子上的接地端子，能實現系統范圍內的接地方案。

印有以米表示的標記

西門子DP通訊電纜類型

全新的快速連接（FC）總線電纜為徑向對稱設計，可使用剝線工具。以此，可以快速、簡便地安裝總線接頭。

————PROFIBUS FC 標準電纜GP:
標準總線電纜專門為快速安裝而設計的

————PROFIBUS FC 標準電纜 IS GP：
具有特殊設計的標準總線電纜，用于快速安裝本質安全分布式 I/O 系統

————PROFIBUS FC 快速連接高強度電纜：
專門設計用于腐蝕環境和苛刻機械負荷條件

————PROFIBUS FC 食用電纜：
該種電纜使用 PE 外套材料，因此適用于食品和煙草行業。

————PROFIBUS FC 接地電纜：
于地下敷設。它不同于裝備有附加外套的 PROFIBUS 總線電纜

————PROFIBUS FC軟電纜
柔性（絞合導線）、無鹵素總線電纜，帶聚氨酯護套，可偶然移動

————PROFIBUS FC 拖纜:
于在拖纜中強制運動控制的總線電纜，例如在連續運動的機器部件中（絞合導線）

————PROFIBUS FC FRNC 電纜：雙芯屏蔽，阻燃設計，無鹵總線電纜，有一個共聚物外殼 FRNC（阻燃無腐蝕）

不采用快速連接技術的總線電纜（取決于結構類型）

————PROFIBUS 彩色電纜:軟總線電纜（成束線），用于花彩線。

用于圓電纜，*用于電纜運輸車模式

————PROFIBUS 扭轉電纜，高度靈活用總線電纜：用于移動機器部件的拖纜（絞線）
（在長 1 m電纜上能至少扭轉 500 萬次，± 180o)

————PROFIBUS 混合電纜 GP:
適合拖曳的堅固混合電纜，帶有兩條用于數據傳輸的銅導線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導線

————SIENOPYR FR 船用電纜
無鹵素、抗踩壓、阻燃、經過船級社認證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內。按米銷售

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電纜 ：   -
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西門子DP通訊電纜特點：

西門子DP總線是一種用于工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場總線技術[2-3],可實現現場級到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網絡，從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案[4].ProfiBus系列由ProfiBus-DP/FMS/PA三個兼容部分組成。其中ProfiBus-DP和PA的特點如下[1,5]:

西門子DP總線是適用于自動控制系統與分散I/O 之間的高速通信；可取代24 V 或4~20 mA 的串聯式信號傳輸；使用RS 485傳輸技術或光纖媒體。

西門子DP總線是專為過程自動化設計；可將變送器和執行器連接到一根公共總線，可用于本質安全領域；數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協議，還具有PA行規。

本文將采用ProfiBus-DP和ProfiBus-PA通信協議來構建過程控制系統。

2 系統架構

本過程控制系統用于模擬對工業現場液位、溫度等信息的采集、處理，PID 控制和控制工藝流程的實時監控。系統通過西門子DP總線進行數據傳輸和交換，采用MPI通信方式與上位機進行通信和遠程控制，從而使整個控制系統實現網絡化和數字化。控制系統結構圖如圖1所示。

系統主要包含上位監控機、CPU、以太網通信模塊、DP鏈路、分布式I/O和變頻器DP從站、溫度和壓力變送器、閥門定位器、電磁流量計等。CPU 采用Siemens 的S7300 315-2 DP,既具有多點通信功能的MPI 接口，又具有ProfiBus-DP通信功能[6].

3 系統組態

3.1 硬件組態

針對西門子S7-300 PLC 來說，其硬件組態是通過Step7 軟件來實現的。組態過程主要包括以下幾個步驟。

（1）新建項目。（）

新建項目時需選擇好存儲路徑和項目名稱。

（2）添加工作站

右鍵點擊新建的站點名字，選擇插入SIMATIC300 Station.

（3）硬件配置[7]

雙擊Hardware 進入硬件配置界面，從右側硬件列表中拖入機架，并按實際機架上模塊的順序依次添加電源、CPU（315-2DP）、AI/AO模塊。DP/PA link等。根據每個測試系統的不同，有選擇的在PA層掛入變頻器、流量計、變送器和電磁閥等對象。圖2是組態完的結果。

西門子DP通訊電纜產品注意事項：

① 硬件配置必須和實際PLC 上掛的模塊*，具體的設置參數要看模塊左下方的訂貨號。

② CPU 地址設為2,其余模塊地址從4 開始，且不能重復[8].

③ 設置ProfiBus網絡參數為1.5 Mb/s（DP）。（）

④ 模塊地址需記住，因為編程的時候要用到。尤其是AI/AO模塊地址要記住，以保證數據的正確通信。

⑤ AI/AO模擬量模塊的輸入和輸出通道信號類型此處設為兩線制4~20 mA.

⑥ 硬件配置好后可選擇保存編譯。（）

（4）程序編寫PLC 程序是用于實現現場數據的采集、處理，及Wincc監控頁面和PLC之間的互聯通信。

PLC 程序主要包含主程序塊，故障診斷組織塊，功能函數塊FB41（連續控制PID），DB數據塊。FB41函數塊的參數設置是程序編寫的重點，主要針對MAN_ON、PVPER_ON、PV_FAC、PV_OFF、LMN_FAC、LMN_OFF、SP_INT、LMN_PER 等參數進行設置。具體的定義和設置要求可通過查閱幫助文件來獲取。

3.2 通信組態

在Step7 軟件的option 選項里選擇Set PG/PC Inter-face,把通信協議改為CP5611（MPI），點擊“Diagnostics”

按鈕進入測試頁面。點擊“Test”按鈕顯示正常，然后點擊“Read”按鈕讀到PLC地址為2表示通信成功。

軟硬件均編譯通過后，即可下載進PLC.

西門子DP通訊電纜產品功能介紹：

3.3 監控頁面組態

本例中用Wincc 軟件來驅動Step7 的變量，實現對程序的監控。

（1）新建項目和添加驅動程序

新建項目時需設置項目類型、名稱和路徑。

選擇變量管理--新建驅動程序--插入SIMAT-IC S7 PROTOCOL SUITE.此通信驅動程序支持多種網絡協議和類型，此處選擇MPI（和PLC 的通信協議*），并設置站地址為2.

（2）組態變量

Wincc 變量類型主要有過程變量和內部變量。其中過程變量是真實值，位于PLC的存儲器中。內部變量表示在Wincc中用來計算或模擬的內部值，不與PLC之間進行通信。每個變量在組態時需定義變量名稱和類型。過程變量還需選擇PLC中地址和數據格式變換。

（3）創建過程畫面

過程畫面是由圖形編輯器來完成的。在該界面中可添加全部欲在運行狀態下顯示的內容。Wincc 的圖庫中提供了豐富的圖形，只需選擇拖入畫面即可。“對象選項板”的“標準板”中列出了線、靜態文本、輸入輸出域等對象；“控件板”中列出了時鐘、報警控件、在線表格控件、在線趨勢控件等。圖3 是組態完成后的一個監控畫面。

注意事項：

① 畫面中需動態顯示的文本框、圖形、按鈕、輸入/輸出域、滾動條等一定要設置好連接的變量名，同時亦可在屬性選項中更改顯示方式等參數。

② 運行系統中如需采集、處理和歸檔工業現場的過程數據，并創建過程數據變化趨勢曲線時，需先對數據進行歸檔處理，將其存儲在歸檔數據庫中，并用表格或趨勢曲線的形式輸出當前過程值或已歸檔過程值。

歸檔中要設置歸檔變量名、歸檔周期。圖3 使用了Wincc Online Trend Control這個ActiveX 控件來顯示過程數據變化趨勢。

（4）創建腳本

Wincc 可以通過使用函數和動作使項目中的過程動態化，可自行建立項目函數，也可建立全局動作腳本來實現動態顯示要求。

（5）設置系統運行屬性和激活項目

在Wincc 資源管理器的左邊子窗口中點擊“計算機”進行設置。設置內容包括計算機的名稱、運行畫面的外觀、起始畫面、標題、畫面大小等。

全部組態結束后，即可點擊激活按鈕，觀看項目的動態可視化監控畫面了。

注意事項：

① 若運行項目是從其他計算機上拷過來的，必須更改計算機名為當前計算機名。

② 選擇在運行時需啟動的組件，可選擇圖形運行系統、報警記錄運行系統、變量記錄運行系統等。

③ 熱鍵在組態階段不需屏蔽，當組態結束進入使用階段，則須將所有熱鍵屏蔽。

4 結語

通過這一過程控制系統的軟硬件組態，可掌握PLC技術、組態技術和PID控制技術，具有一定的實用價值。本文是基于西門子DP總線、Siemens PLC和Wincc組態軟件，構建了一個典型的工業過程運行和監控系統。在具體構建過程中，因項目的差異，可靈活選擇不同的組網和通信方式。本文提供的僅是一個范例，只要掌握了基本方法，還可以將其進一步推廣到其他控制領域。

《PROFIBUS標準通訊電纜》

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西門子PROFIBUS通訊電纜 西門子DP屏蔽電纜  西門子PROFIBUS DP電纜 6XV1830-3EH10

PROFIBUS –DP作用

　　于現場層的高速數據傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息。總線循環時間必須要比主站（PLC）程序循環時間短。除周期性用戶數據傳輸外，PROFIBUS-DP還提供智能化設備所需的非周期性通信以進行組態．診斷和報警處理。

　　①傳輸技術：RS－485雙絞線．雙線電纜或光纜。波特率從9.6K bit/s到12M bit/s。

　　②總線存取：各主站間令牌傳遞，主站與從站間為主－從傳送。支持單主或多主系統。總線上zui站點（主－從設備）數為126。

　　③通信：點對點（用戶數據傳送）或廣播（控制指令）。循環主－從用戶數據傳送和非循環主－主數據傳送。

　　④運行模式：運行．清除．停止。

　　⑤同步：控制指令允許輸入和輸出同步。同步模式：輸出同步；鎖定模式：輸入同步。

　　⑥功能：DP主站和DP從站間的循環用戶有數據傳送。各DP從站的動態激活和可激活。DP從站組態的檢查。強大的診斷功能，三級診斷診斷信息。輸入或輸出的同步。通過總線給DP從站賦予地址。通過部線對DP主站（DPM1）進行配置，每DP從站的輸入和輸出數據zui大為246字節。

　　⑦可靠性和保護機制：所有信息的傳輸按海明距離HD＝４進行。DP從站帶看門狗定時器（Watchdog Timer）。對DP從站的輸入／輸出進行存取保護。DP主站上帶可變定時器的用戶數據傳送監視。

　　⑧設備類型：第二類DP主站（DPM2）是可進行編程．組態．診斷的設備。*類DP主站（DPM1）是*可編程控制器，如PLC．PC等。DP從站是帶二進制值或模擬量輸入輸出的驅動器．閥門等.

（1）

　　①速率：在一個有著32個站點的分布系統中，PROFIBUS-DP對所有站點傳送512 bit/s 輸入和512bit/s輸出，在12Ｍbit/s時只需１毫秒。

　　② 診斷功能：經過擴展的PROFIBUS-DP診斷能對故障進行快速定位。診斷信息在總線上傳輸并由主站采集。診斷信息分三級：

　　·本站診斷操作：本站設備的一般操作狀態，如溫度過高．壓力過低。

　　·模塊診斷操作：一個站點的某具體I/O模塊故障。

　　·通過診斷操作：一個單獨輸入／輸出位的故障。

（2）

　　PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上zui多可連接126個站點。系統配置的描述包括：站數．站地址．輸入／輸出地址．輸入／輸出數據格式．診斷信息格式及所使用的總線參數。每個 PROFIBUS-DP系統可包括以下三種壞同類型設備：

　　① 一級DP主站（DPM1）：一級DP主站是*控制器，它在預定的周期內與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC或PC。

　　② 二級DP主站（DPM2）：二級DP主站是編程器．組態設備或操作面板，在DP系統組態操作時使用，完成系統操作和監視目的。

　　③ DP從站：DP從站是進行輸入和輸出信息采集和發送的外圍設備（I／O設備．驅動器．HMI．閥門等）。

　　④ 單主站系統：在總線系統的運行階段，只有一個活動主站。

　　⑤ 多主站系統：總線上連有多個主站。這些主站與各自從站構成相互獨立的子系統。每個子系統包括一個DPMI．的若干從站及可能的DPM2設備。任何一個主站均可讀取DP從站的輸入／輸出映象，但只有一個DP主站允許對DP從站寫入數據。

（3）

　　系統行為

　　系統行為主要取決于DPM1的操作狀態，這此狀態由本地或總線的配置設備所控制。主要有以下三種狀態：

　　·停止：在這種狀態下，DPM1和DP從站之間沒有數據傳輸。

　　·清除：在這種狀態下，DPM1讀取DP從站的輸入信息并使輸出信息保持在故障安全狀態。

　　·運行：在這種狀態下，DPM1處于數據傳輸階段,循環數據通信時，DPM1從DP站讀取輸入信息并向從站寫入輸出信息。

　　① DPM1設備在一個預先設定的時間間隔內，以有選擇的廣播方式將其本地狀態周期性地發送到每一個有關的DP從站。

　　② 如果在DPM1的數據傳輸階段中發生錯誤，DPM1將所有有關的DP從站的輸出數據立即轉入清除狀態，而DP從站將不在發送用戶數據。在次之后,DPM1轉入清除狀態。

（4）

　　DPM1和DP從站間的循環數據傳輸

　　DPM1和相關DP從站之間的用戶數據傳輸是由DPM1按照確定的遞歸順序自動進行。在對總線系統進行組態時，用戶對DP從站與DPM1的關系作出規定，確定哪些DP從站被納入信息交換的循環周期，哪些被排斥在外。

　　DMP1和DP從站之間的數據傳送分三個階段：參數設定．組態．數據交換。在參數設定階段，每個從站將自己的實際組態數據與從DPM1接受到的組態數據進行比較。只有當實際數據與所需的組態數據相匹配時，DP從站才進入用戶數據傳輸階段。因此，設備類型．數據格式．長度以及輸入輸出數量必須與實際組態*。

（5）

　　DPM1和系統組態設備間的循環數據傳輸

　　除主－從功能外，PROFIBUS－DP允許主－主之間的數據通信，這些功能使組態和診斷設備通過總線對系統進行組態。

（6）

　　同步和鎖定模式

　　除DPM1設備自動執行的用戶數據循環傳輸外，DP主站設備也可向單獨的DP從站．一組從站或全體從站同時發送控制命令。這些命令通過有選擇的廣播命令發送的。使用這一功能將打開DP從站的同步及鎖定模式，用于DP從站的事件控制同步。

　　主站發送同步命令后，所選的從站進入同步模式。在這種模式中，所編址的從站輸出數據鎖定在當前狀態下。在這之后的用戶數據傳輸周期中，從站存儲接收到輸出的數據，但它的輸出狀態保持不變；當接收到下一同步命令時，所存儲的輸出數據才發送到外圍設備上。用戶可通過非同步命令退出同步模式。

　　鎖定控制命令使得編址的從站進入鎖定模式。鎖定模式將從站的輸入數據鎖定在當前狀態下，直到主站發送下一個鎖定命令時才可以更新。用戶可以通過非鎖定命令退出鎖定模式。

（7）

　　保護機制

　　對DP主站DPM1使用數據控制定時器對從站的數據傳輸進行監視。每個從站都采用獨立的控制定時器。在規定的監視間隔時間中，如數據傳輸發生差錯，定時器就會超時。一旦發生超時，用戶就會得到這個信息。如果錯誤自動反應功能“使能”，DPM1將脫離操作狀態，并將所有關聯從站的輸出置于故障安全狀態，并進入清除狀態。

2.擴展DP功能

　　DP擴展功能是對DP基本功能的補充，與DP基本功能兼容。

　　（１） DPM1與DP從站間非循環的數據傳輸。

　　（２） 帶DDLM讀和DDLM寫的非循環讀／寫功能，可 讀寫從站任何希望數據。

　　（３） 報警響應，DP基本功能允許DP從站用診斷信息向主站自發地傳輸事件，而新增的DDLM－ALAM－ACK功能被用來直接響應從DP從站上接收的報警數據。

　　（４） DPM2與從站間的非循環的數據傳輸。

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