PROFIBUS教程 第二部分 (profibus)

RS485 的物理层

对于屏蔽双绞电缆的基本类型,PROFIBUS 的第 1 层实现对称的数据传输,符合 EIARS485 标准(也称为 H2)。总线段内的导线是屏蔽双绞电缆,段的两端各有一个终端器。

传输速率

传输速率从 9.6kbit/sec 到 12Mbit/sec 可选,所选用的波特率适用于连接到总线(段)上的所有设备。

传输程序

PROFIBUS RS485 的传输程序是以半双工、异步、无间隙同步为基础的。数据的发送用 NRZ(不归零)编码,即 1 个字符帧为 11 位(bit)。当发送位(bit)时,由二进制 0 到 1 转换期间的信号形状不改变。在传输期间,二进制 1 对应于 RXD/TXD-P(Receive/Transmit-Data-P)线上的正电位,而在 RXD/TXD-N 线上则相反。各报文间的空闲(idle)状态对应于二进制 1 信号。

总线导线

对于 PROFIBUS 而言,最大允许的总线长度,亦称为段长度,取决于所选用的传输速率。在一个总线段中最多可以运行 32 个站。

总线连接

国际性的 PROFIBUS 标准 EN50170 推荐使用 9 针 D 型连接器用于总线站与总线的相互连接。D 型连接器的插座与总线站相连接,而 D 型连接器的插头与总线电缆相连接。

总线终端器

根据 EIA RS485 标准,在数据线 A 和 B 的两端均加接总线终端器。PROFIBUS 的总线终端器包含一个下拉电阻(与数据基准电位 DGND 相连接)和一个上拉电阻(与供电正电压 VP 相连接)。当在总线上没有站发送数据时,也就说在两个报文之间总线处于空闲状态时,这两个电阻确保在总线上有一个确定的空闲电位。

光纤电缆的物理层

PROFIBUS 第 1 层的另一种类型是以 PNO(Profibus 用户组织)的导则用于 PROFIBUS 的光纤传输技术,版本 1.1,1993 年 7 月版为基础的。它通过光纤导体中光的传输来传送数据。光纤电缆允许 PROFIBUS 系统站之间的距离最大到 15 公里。

总线导线

用玻璃或塑料纤维制成的光纤电缆可用作传输介质。根据所用导线的类型,目前玻璃光纤能处理的连接距离达到 15 公里,而塑料光纤可达到 80 米。

总线连接

为了把总线站连接到光纤导体,有几种连接技术可用以使用。

  • OLM 技术(Optical Link Module)类似于 RS485的中继器,OML(光链路模块)有两个功能隔离的电气通道,并根据不同的模型占有一个或两个光通道。OLM 通过一根 RS485 导线与各个总线站或总线段相连接。

近年来,由于光纤的连接技术已大大简化,因此这种传输技术已经普遍地用于现场设备的数据通信,特别是用于塑料光纤的简单单工连接器的使用成为这一发展的重要部分。

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