了解了PROFIBUS的各個網絡器件，這里就PROFIBUS安裝的注意事項進行介紹，同時會結合一些現場的實例加以說明。

3.1網絡拓撲的規則
設計一條PROFIBUS網絡，首先需要了解PROFIBUS網絡的拓撲規則：

①    PROFIBUS網絡是RS485串口通訊，半雙工，支持光纖通訊；

②    每個網絡理論上zui多可連接127個物理站點，其中包括主站、從站以及中繼設備；

③    網絡的通訊波特率9.6kbps~12Mbps，通訊波特率與通訊的距離具有一定的對應關系（見表3）；

④    每個物理網段zui多32個物理站點設備，物理網段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻；

⑤    每個網段的通訊距離或者設備數如果超限，需要增加RS485中繼器進行網絡拓展，中繼器zui多可串聯9個；

⑥    每個中繼設備（RS485中繼器、OLM）也做為網絡中的一個物理站點，但沒有站號；

⑦    網絡支持多主站，但在同一網絡中，不建議多于3個主站；

⑧    在Step7軟件中進行PROFIBUS網絡組態時，應當按照從小到大的順序設置從站站號，且應該連續；

⑨    一般0是PG的地址，1～2為主站地址，126為某些從站默認的地址，127是廣播地址，因而這些地址一般不再分配給從站，故DP從站zui多可連接124個，站號設置一般為 3~125。

⑩    如果網絡中涉及到分支電纜，則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守PROFIBUS的協議規定，比如：波特率1.5Mbps時，網段中分支電纜總長度6.6米（表5）。

波特率

[kbit/s]

9.6

97.75

187.5

500

1500

分支電纜

長度（m）

500

100

33

20

6.6

?     表5  波特率與分支電纜的長度對應表

?     用戶如果使用了西門子的SIMOCODE 3UF7等產品時，就會涉及到網絡中存在分支電纜的問題。為了保證每個網段的分支電纜不超過規定長度，一般可以在每個抽屜柜內設計一個中繼器，進行物理網段的分割，同時還可以起到隔離干擾的作用。

在進行PROFIBUS網絡連接之前，首先應當考慮拓撲結構的設計是否有問題。如果拓撲結構有問題，將來網絡通訊很可能出現問題。

另外，從波特率與距離的對應關系中可以看到，波特率越高，則對應的通訊距離越近，因而如果現場遇到PROFIBUS的通訊有通訊不上或者通訊不穩定的情況，也可以考慮先將波特率降低，再進行觀察處理。

3.2  PROFIBUS網絡安裝的規則
3.2.1 網絡布線的規則
①選擇標準PROFIBUS通訊電纜

標準PROFIBUS通訊電纜的特性阻抗為150歐姆，這與PB頭的終端電阻設置為“ON”時的終端電阻值剛好匹配，如果選擇普通的電纜，其特性阻抗與終端電阻很可能不匹配，則通訊性能將會受到影響；

標準的PROFIBUS電纜往往是雙層屏蔽的，屏蔽效果比較好。另外，標準通訊電纜是雙絞的，因而對于信號在電纜內傳輸時自身產生的干擾也能夠起到自我抑制的作用。

②屏蔽層多點接地

PROFIBUS電纜在插頭內接線時，須將屏蔽層剝開，壓在插頭內的金屬部分，該金屬部分與當Sub-D插頭外部的金屬部分相連，當將插頭插在CPU或者ET200M等設備的DP口上時，則通過設備連接到了安裝底板，而安裝底板一般是連接在柜殼上并接地的，從而實現了屏蔽層的接地。

 image056.jpg

圖23  PROFIBUS 插頭內部接線即屏蔽層的處理

由于接地有利于保護PLC設備以及DP通訊口，因此對于所有的PROFIBUS站點都要求進行接地處理，即“多點接地”。

③布線規則

不同電壓等級的電纜分線槽布線
高電壓，大電流的動力電纜，與小電壓和小電流的電纜應該是分線槽布線，同時線槽應蓋上蓋板，盡量全封閉；如果現場無法分線槽布線，則將兩類電纜盡量遠離，中間加金屬隔板進行隔離，同時金屬線槽要做接地處理（圖24）。

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圖24  電纜槽架以及電纜在線槽內的處理

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圖25 現場布線

電纜槽架之間也的連接應該保證用金屬連接部件大面積連接處理，同時注意“接地”的連接。

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圖26 電纜橋架之間的連接以及接地處理

通訊電纜單獨在線槽外布線時，可根據情況采用穿金屬管的方式，這樣既可以保護通訊電纜不被損壞，對于防止EMC的干擾也有好處，但注意外部的金屬管需要接地（圖25）；
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圖27 現場的通訊電纜

圖26中的電纜通訊直接暴露在外面，很容易被壓斷，類似情況可考慮局部或者全部穿管。

通訊電纜與動力電纜避免長距離平行布線
由于平行布線的兩根電纜之間需要考慮空間電容耦合，因此為了避免相互之間的影響，應避免平行布線（圖27）。

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圖28  通訊電纜在線槽內與動力電纜平行走線

在圖27中，通訊電纜不僅沒有滿足a. 或 b. 兩條原則，反而與比較大的動力電纜平行布線，這會導致該電纜比較容易受到動力電纜的干擾。

可以交叉布線：

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兩根交叉布線的電纜相互之間不會因為容性耦合而產生干擾。

盡量將電纜貼近大面積的金屬板（圖29）
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圖29  通訊電纜貼近金屬板

通訊電纜應與大面積的金屬板或“地平面”貼近。

通訊電纜過長時，不要形成環狀（圖30）
 

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圖30 通訊電纜形成環

此時如果有磁力線從環中間穿過時，根據“右手定律”，容易產生干擾信號。

在圖30中，盡管背板是比較大的金屬板，但由于項目已經完成，因而不存在電纜長度變化的可能，因此還是建議用戶將過長的電纜剪短，放入柜內的電纜槽內。

通訊線連接的設備應做等電勢連接
PROFIBUS 連接的站點可能分布較廣，為了保證通訊的質量，一般要求所有通訊站點都應該處于同一個電壓等級上，即應當都是“等電勢”的（圖31）。

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圖31 通訊站點之間應做“等電勢”處理

如果兩個站點的“地”之間不等電勢，則當兩個設備分別各自接地時，將會在兩個接地點之間產生電勢差，此時電流會流過通訊電纜的屏蔽層，從而對通訊產生影響。因此應該在兩個設備之間進行等電勢的綁定。

可以用等勢線將兩個設備的“地”進行連接，等勢線的規格為：銅 6mm2 ，鋁 16mm2，鋼 50mm2 。

當然，這里不是要求所有的現場都需要增加額外的等勢線而增加成本，只是建議在出現接地點電勢不相等的情況時，如果影響到通訊，或者可能造成設備損壞，則應當想辦法加以改進。

如果由于接地點本身的原因造成了通訊不穩定，比如某個系統的“地”本身存在著很強的干擾，則在此處將屏蔽層接地反而會對PROFIBUS通訊造成影響，因而此時應該考慮首先處理好“地”，然后再將PROFIBUS屏蔽層接地。