西門子PLC PROFIBUS電纜 西門子PLC PROFIBUS電纜

西門子PLC PROFIBUS電纜參數及型號詳細介紹：

潯之漫智控技術（上海）有限公司

上海詩幕自動化設備有限公司

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西門子PROFIBUS DP 電纜型號規格及參數西門子數字化工業軟件致力于推動數字化企業轉型，實現滿足未來需求的工程、制造和電子設計。我們的解決方案可幫助各類規模的企業創建并充分利用數字化雙胞胎，為機構帶來全新的洞察、機遇和自動化水平，促進創新。gkljbsbdxmz741

西門子物聯網服務事業部成立于2019年4月1日，在全球10個*設有21個辦事處，西門子PROFIBUS DP 電纜型號規格及參數超過7500名員工，業務主要集中在歐洲、h美國和中國市場。從工業、基礎設施、交通、能源到醫療設備，在大眾的印象里，西門子這家百年企業所涉足的領域都是“硬到不能再硬”的傳統行業。物聯網服務事業部究竟是做的？帶著好奇和探究，記者來到位于蘇州市金芳路東坊創智園的西門子（中國）有限公司物聯網服務事業部蘇州辦公室。

變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。

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概述

對于遠程系統來說，要發送用戶需要的數據，那么就必須通過程序塊來實現。sinaut md720-3 系統提供了四個基本的功能塊wdc_init、wdc_send、wdc_receive和wdc_control。剛開始學習此系統的用戶可能對如何使用這四個功能塊、以及如何用這四個功能塊來實現一個任務感覺很困難，因此我們針對這種情況，對如何編程作進一部的介紹。

根據不同的應用情況，下面分兩種情況來作程序架構的搭建步驟：

一、遠程站與中心站通訊

二、遠程站與遠程站的通訊

遠程站與中心站通訊

不管哪種應用情況，首先要注意的一點是，上面提及的四個功能塊都必須在程序的每個掃描周期順序調用。

一、遠程站發送數據到中心站見下圖：

整個任務完成的流程如下：
步：s7-200 plc通過模擬量接口模塊讀取模擬量值12.3%到內部的數據區。

第2步：s7-200 plc通過調用功能塊wdc_send（包括有發送的站地址、和數據區的起始地址及長度；中心站的站地址為0）到modem上

第三步：modem把接收到的數據12.3%進行處理后轉化為gprs的數據包格式后，通過gprs服務轉發到移動服務供應商。

第四步：移動網絡供應商進一步把數據12.3%轉發到internet上，移動供應商提供了與internet的接入點。

第五步： internet通過路由把數據12.3%轉發到internet網絡服務供應商的中心站上。

第六步：internet網絡服務供應商的中心站把數據12.3%繼續轉發到sinaut micro sc的中心服務器。

第七步：sinaut micro sc中的opc server把接收到的數據提供給opc的客戶端使用。

第八步：當sinaut micro sc成功接收數據后，會發一個確認信息給遠程站。

第九步：modem接收到這個確認信息后，把它轉發給s7-200的cpu

第十步：s7-200 cpu通過wdc_receive功能塊接收此確認信息，緊接著又通過wdc_send功能發送一個發送完成的信息給用戶程序。

上面的這些步驟完成了一次發送的任務，從此不難看出即使是一個發送任務，僅調用一次wdc_send功能是不行，還必須調用wdc_receive功能塊來接收確認的信息，而在調用發送與接收功能塊之前必須調用wdc_init功能塊來完成gprs通訊的初始化工作，經過實驗我們發現wdc_control功能塊也是必不可少的。

在s7-200中的程序如下：

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網絡１中調用wdc_init功能塊先初始化gprs的通訊，wdc_init功能塊的各參數的含義如上圖data block所定義的：

vb700 中定義sinaut micro sc 服務器的獲得的公網ip地址；必須查看internet的連接屬性中的ip地址；
vb720 中定義sinaut micro sc 服務器上用的端口號，必須與在sinaut micro sc軟件所定義的端口號一致；
vb730 中定義modem的名字，必須與在sinaut micro sc軟件所定義的modem名一致；
vb740 中定義modem的密碼，必須與在sinaut micro sc軟件所定義的modem密碼一致；
vb750 中定義sim卡的pin碼，必須與所使用sim卡的pin碼一致；不清楚的話可以向移動公司查詢；缺省值“1234”；
vb760 中定義網絡供應商的internet接入點名，對于移動的接入點為“cmnet”；
vb770 中定義網登陸接入點的用戶名，對于移動的接入點為空，所以定義為“”；
vb780 中定義網登陸接入點的密碼，對于移動的接入點為空，所以定義為“”；
vb790 gsm 供應商的域名服務器 ip 地址。若在ip里填寫的是ip地址那么這里可以為空，但若是在ip地址里填的是域名，那么這里必須指域名服務器的ip地址；
vb809 中定義工作站上所有允許的撥叫號碼列表。單個表單條目通過分號 (；) 隔開。序列已確定，為在 s7-200 (com_clip_x) 上的撥叫服務和在調制解調器上的撥叫服務
的運行 (service_clip_x) 各選擇 3 個號碼。

網絡2調用wdc_send功能塊發送數據，這個功能塊確實完成這兩能，一是發送用戶需要發送的數據；二是發送確認信息，所以不管程序是否發需要送用戶數據，此功能塊必須調用，因為它還發送這gprs通訊的確認信息。

m10.0 上升沿觸發一次發送任務，在此程序里，我們是在網絡5與網絡6來對觸發周期來作控制的，從程序中不難看出觸發任務的周期是30s。也就是每隔30s會發一組數據出去。
vw814 該地址中存放著遠程工作站的邏輯地址，可以將數據發送到該地址，或從該地址讀取數據，這里我們可以通過傳輸指令把整數“0”傳輸到vw814中，這樣發送的目的地址就是中心站。

vw816 該地址存放要發送數據的起始地址，如這里可以通過傳輸指令把“3000”傳輸給vw816，意味著要發送的數的起始地址是vb3000；

vw818 該地址存放要發送數據的數據長度，如這里可以通過傳輸指令把“10”傳輸給vw818，意味著要發送的數長度為10個字節；

vw820 控制命令 “1” 將數據發送到另一個工作站；“2” 要求得到另一個工作站的數據；
網絡3調用wdc_receive功能塊接收數據，這個功能塊也完成兩能，一是接收用戶發送來的數據；二是接收確認信息，所以不管程序是否接收用戶數據，此功能塊必須調用，因為它還接收gprs通訊的確認信息。在這個程序里主要用來接收確認信息。

vw824 該地址存放著接收緩沖區的起始地址，如這里可以通過傳輸指令把“2000”傳輸給vw824，意味著接收緩沖區的起始地址是vb2000；

vw826 該地址存接收緩沖區的大小，如這里可以通過傳輸指令把“10”傳輸給vw818，意味著接收緩沖區長度為10個字節；

網絡4調用wdc_control功能來切換gprs modem的工作模式。這里我們不作詳細的介紹。

二、中心站發送數據到遠程站見下圖：

整個任務完成的流程如下：

步：opc的客戶端對變量進行更新。

第2步：opc客戶端傳輸變量到sinaut micro sc的opc服務器上。

第三步：sinaut micro sc的opc服務器把這個變化的變量在加上路由表里的ip地址，發送到遠程站。

第四步：internet網絡供應商轉發心的值到internet上。

第五步：在internet上數據被路由到移動網絡服務商。

第六步：移動網絡服務商把此值發送到modem上。

第七步：變化的過程值再傳輸到modem與s7-200連接的pc/ppi電纜上。

第八步：這個變量值通過功能塊wdc_receive，被接收指的地址區內。

第九步：接收成功后，程序調用wdc_send功能塊發送一個確認的信息給modem。

第十步：modem轉發確認信息給中心站的sinaut micro sc。

第十一步：如果確認信息被成功的接收，那么這個tag被認為是”good”，若在指的監控時間內沒有接收到此確認信息，那么tag被認為是”bad”。

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完成此任務時，在遠程站a和遠程站b中編寫的程序結構與前面介紹的程序結構是一樣的，只是在a站與b站中調用功能塊的一些參數不一樣，根據實際情況賦值參數。

發送任務的管理

前面介紹各種發送任務的實現過程，實現的程序基本就是順序調用四個功能塊。在這幾個功能塊來說，只有發送功能塊可以控制發送的條件，而其他幾個基本上賦值參數就可以，而且需在每個循環掃描周期里調用即可。
對于用戶通訊功能的完成來說，有可能是上面的幾個任務的組合，但對于程序來說，一時刻只能處理一個發送任務，要處理多個任務，那么就必須對任務進行規劃，也就是需要用戶自己編寫發送的時鐘周期，來在不同的周期里發送不同的任務，而且在在每個任務執行前把相應的發送和接收的功能塊的參數進行修改。

1  編碼器基礎

1.1光電編碼器

編碼器是傳感器的一種，主要用來檢測機械運動的速度、位置、角度、距離和計數等，許多馬達控制均需配備編碼器以供馬達控制器作為換相、速度及位置的檢出等，應用范圍相當廣泛。按照不同的分類方法，編碼器可以分為以下幾種類型：

根據檢測原理，可分為光學式、磁電式、感應式和電容式。

根據輸出信號形式，可以分為模擬量編碼器、數字量編碼器。

根據編碼器方式，分為增量式編碼器、式編碼器和混合式編碼器。

光電編碼器是集光、機、電技術于一體的數字化傳感器，主要利用光柵衍射的原理來實現位移——數字變換，通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器。典型的光電編碼器由碼盤、檢測光柵、光電轉換電路（包括光源、光敏器件、信號轉換電路）、機械部件等組成。光電編碼器具有結構簡單、精度高、壽命長等優點，廣泛應用于精密定位、速度、長度、加速度、振動等方面。

這里我們主要介紹simatic s7系列高速計數產品普遍支持的增量式編碼器和式編碼器。

1.2增量式編碼器

增量式編碼器提供了一種對連續位移量離散化、增量化以及位移變化（速度）的傳感方法。增量式編碼器的特點是每產生一個輸出脈沖信號就對應于一個增量位移，它能夠產生與位移增量等值的脈沖信號。增量式編碼器測量的是相對于某個基準點的相對位置增量，而不能夠直接檢測出位置信息。

如圖1-1 所示，增量式編碼器主要由光源、碼盤、檢測光柵、光電檢測器件和轉換電路組成。在碼盤上刻有節距相等的輻射狀透光縫隙，相鄰兩個透光縫隙之間代表一個增量周期。檢測光柵上刻有a、b 兩組與碼盤相對應的透光縫隙，用以通過或阻擋光源和光電檢測器件之間的光線，它們的節距和碼盤上的節距相等，并且兩組透光縫隙錯開1/4 節距，使得光電檢測器件輸出的信號在相位上相差 90°。當碼盤隨著被測轉軸轉動時，檢測光柵不動，光線透過碼盤和檢測光柵上的透過縫隙照射到光電檢測器件上，光電檢測器件就輸出兩組相位相差 90°的近似于正弦波的電信號，電信號經過轉換電路的信號處理，就可以得到被測軸的轉角或速度信息。

一般來說，增量式光電編碼器輸出 a、b  兩相相位差為 90°的脈沖信號（即所謂的兩相正交輸出信號），根據 a、b 兩相的先后位置關系，可以方便地判斷出編碼器的旋轉方向。另外，碼盤一般還提供用作參考零位的 n  相標志（指示）脈沖信號，碼盤每旋轉一周，會發出一個零位標志信號。

圖1-2 增量式編碼器輸出信號

1.3式編碼器

式編碼器的原理及組成部件與增量式編碼器基本相同，與增量式編碼器不同的是，式編碼器用不同的數碼來指示每個不同的增量位置，它是一種直接輸出數字量的傳感器。

圖1-3式編碼器原理圖

如圖1-3所示，式編碼器的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條碼道上由透光和不透光的扇形區相間組成，相鄰碼道的扇區數目是雙倍關系，碼盤上的碼道數就是它的二進制數碼的位數。在碼盤的一側是光源，另一側對應每道有一光敏元件。當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號，形成二進制數。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 n 位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有 n  條碼道。

根據編碼方式的不同，式編碼器的兩種類型碼盤（二進制碼盤和格雷碼碼盤），如圖1-4 所示。

圖1-4 式編碼器碼盤

式編碼器的特點是不需要計數器，在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數字碼，即直接讀出角度坐標的值。另外，相對于增量式編碼器，式編碼器不存在累積誤差，并且當電源切除后位置信息也不會丟失。

2  編碼器輸出信號類型

一般情況下，從編碼器的光電檢測器件獲取的信號電平較低，波形也不規則，不能直接用于控制、信號處理和遠距離傳輸，所以在編碼器內還需要對信號進行放大、整形等處理。經過處理的輸出信號一般近似于正弦波或矩形波，因為矩形波輸出信號容易進行數字處理，所以在控制系統中應用比較廣泛。

增量式光電編碼器的信號輸出有集電極開路輸出、電壓輸出、線驅動輸出和推挽式輸出等多種信號形式。

2.1集電極開路輸出

集電極開路輸出是以輸出電路的晶體管發射極作為公共端，并且集電極懸空的輸出電路。根據使用的晶體管類型不同，可以分為npn集電極開路輸出（也稱作漏型輸出，當邏輯 1 時輸出電壓為 0v，如圖2-1所示）和pnp集電極開路輸出（也稱作源型輸出，當邏輯 1 時，輸出電壓為電源電壓，如圖2-2所示）兩種形式。在編碼器供電電壓和信號接受裝置的電壓不一致的情況下可以使用這種類型的輸出電路。

圖2-1 npn 集電極開路輸出

圖2-2 pnp集電極開路輸出

對于pnp型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到漏型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-3所示。

注意：pnp型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入源型輸入的模塊中。

圖2-3 pnp型輸出的接線原理

對于npn型的集電極開路輸出的編碼器信號，可以接入到源型輸入的模塊中，具體的接線原理如圖2-4所示。

注意：npn型的集電極開路輸出的編碼器信號不能直接接入漏型輸入的模塊中。

圖2-4 npn型輸出的接線原理

我公司 s7-200模擬量模塊系列

模擬信號是指在一定范圍內連續的信號（如電壓、電流)，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用s7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍，撥碼開關設置，模塊規范接線，指示燈狀態等信息。

本文中，我們按照s7-200模擬量模塊類型進行分類介紹：

1.ai 模擬量輸入模塊?

2.ao模擬量輸出模塊?

3.ai/ao模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先，請參見“s7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解s7-200模擬量系列的基本信息，具體內容請參見下文詳細說明：

ai 模擬量輸入模塊

a. 普通模擬量輸入模塊：

如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號（如±10v或0~20ma），可以選用普通的模擬量輸入模塊，通過撥碼開關設置來選擇輸入信號量程。注意：按照規范接線，盡量依據模塊上的通道順序使用（a->d），且未接信號的通道應短接。具體請參看《s7-200可編程控制器系統手冊》的附錄a-模擬量模塊介紹。

4ai em231模塊：

首先，模擬量輸入模塊可以通過設置撥碼開關來選擇信號量程。開關的設置應用于整個模塊，一個模塊只能設置為一種測量范圍，且開關設置只有在重新上電后才能生效。也就是說，撥碼設置一經確定后，這4個通道的量程也就確定了。如下表所示：

注：表中0~5v和0~20ma（4~20ma）的撥碼開關設置是一樣的，也就是說，當撥碼開關設置為這種時，輸入通道的信號量程，可以是0~5v，也可以是0~20ma。

8ai em231模塊：

8ai的em231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關1、2對其進行設置：當sw1=on，通道6用做電流輸入；sw2=on時，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為off，對應通道則為電壓輸入。

注：當第6、7道選擇為電流輸入時，第0->5通道只能輸入0-5v的電壓。

b. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶tc；熱電阻rtd）：

如果，傳感器是熱電阻或熱電偶，直接輸出信號接模擬量輸入，需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊em231rtd和熱電偶模塊em231tc。注意：不同的信號應該連接至相對應的模塊，如：熱電阻信號應該使用em231rtd，而不能使用em231tc。且同一模塊的輸入類型應該一致，如：pt1000和pt100不能同時應用在一個熱電阻模塊上。

熱電偶模塊tc：

em231 tc支持j、k、e、n、s、t和r型熱電偶，不支持b型熱電偶。通過撥碼設置，模塊可以實現冷端補償，但仍然需要補償導線進行熱電偶的自由端補償。另外，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應當短接，或者并聯到旁邊的實際接線通道上。?

熱電阻模塊rtd：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數學關系，這種關系是電阻變化率α。rtd模塊的撥碼開關設置與α有關，如下圖所示，就算同是 pt100，α值不同時撥碼開關的設置也不同。在選擇熱電阻時，請盡量弄清楚α參數，按 照對應的撥碼去設置。具體請參看《s7-200可編程控制器系統手冊》的附錄a-熱電偶和熱電阻擴展模塊介紹。

em231 rtd模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和rtd的標稱值相同；

（2）將已經接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應連接到空的通道上。

因為熱電阻分2線制、3線制、4線制，所以rtd模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中，精度的是4線連接，精度低的是2線連接。

提示：

（1）. 在step7 micor/win軟件中（s7-200的編程軟件），對于模擬量輸入通道設有軟件濾波功能，如圖所示，具體請參見《s7-200 ? logo? sitop 參考》->系統塊-模擬量濾波。

但是，在系統塊中設置模擬量通道濾波時，rtd和tc模塊占用的模擬量通道，應禁止濾波功能。

（2） em231 tc和rtd模塊上，均有24v電源指示燈和sf故障指示燈。如圖所示：（a）若24v電源指示燈=off，則說明該模塊沒有24v工作電源；（b）若sf紅燈閃爍，原因可能是：模塊內部軟件檢測出外接斷線，或者輸入超出范圍。

注：具體請參見：《s7-200 ? logo? sitop 參考》->em231 rtd/em231 tc。

ao模擬量輸出模塊

s7-200的擴展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊em232。根據接線方式（m-v或m-i）選擇輸出信號類型，電壓：±10v，電流：0~20ma（4~20ma）。

ai/ao模擬量輸入輸出模塊

(a) cpu模塊本體集成的2路ai和1路ao

s7-200只有cpu 224xp和cpu224xpsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路ai是：電壓信號±10v，1路ao是：電壓信號0~10v；或者電流信號0~20ma(4~20ma)，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇。

(b) em235模擬量輸入輸出模塊

em235模塊有4路ai和1路ao。通過撥碼開關設置來選擇4路ai通道的輸入信號程，如下表所示，這個模塊可以測量毫伏級（mv）的信號；1路ao是：電壓信號 ±10v；或電流信號0~20ma（4~20ma），可以根據硬件接線方式（m-v或m-i）選擇輸出信號類型。

注：模塊上的電位計是用來調節輸入信號和轉換數值的放大關系，在模塊出廠時已經設置好了，如無需要，請不要隨意更改。

常見問題分析

a．模擬量輸入與數字量的對應關系：

模擬量信號（0~10v，0~5v或0~20ma）在s7-200 cpu內部用0~32000的數值表示（注：4~20ma對應6400~32000），這兩者之間有一定的數學關系，如圖所示：

b．模擬量模塊的硬件接線介紹

（1）cpu 224 xp集成有2路電壓輸入，接線方法見a：分別為a+和m、b+和m，此時只能輸入±10v 電壓信號。

cpu 224xp還集成有1路模擬量輸出信號。電流輸出如圖b，將負載接在i和m端子之間；電壓輸出如圖c，將負載接在v和m端子之間。

（2）模擬量輸入的接線方式

以4ai em231模塊為例，分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式，如圖所示。注意：此接線圖是一個示意圖，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有a通道可以接入電壓，b通道必須懸空，c和d通道只能接入電流。

當您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a，以此類推。

方式a. 電壓輸入方式：信號正接a+；信號負接a-；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如b+和b-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接c+，同時c+與rc短接；信號負接c-，同時c-和模塊的m端短接。

方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接d+，同時d+與rd短接；電源m端接d-，同時和模塊的m端短接。

注：具體請參見：《s7-200 ? logo? sitop 參考》->模擬量模塊接線。

（3）電流型信號輸入接線方式

電流型信號的接線方式，分為四線制、三線制、二線制接法。這里討論的“幾線制”，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區別的，而并不是指em231模塊需要幾根信號線，或該變送器的信號線輸出。

a. 四線制-電流型信號的接法：

四線制信號是指信號設備本身外接供電電源，同時有信號+、信號-兩根信號線輸出。供電電源可有220vac或24vdc，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號的接法：

三線制信號是指信號設備本身外接供電電源，只有一根信號線輸出，該信號線與電源線共用公共端，通常情況是共負端的。接線如圖所示：

注：若設備的24vdc供電電源與em231模塊的供電電源不是同一個電源，那么，需要將模塊的m端與該通道的負端引腳短接（如，m和c-短接）。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線制接法同理。

c. 二線制-電流型信號的接法：

二線制信號是指信號設備本身只有兩根外接線，設備的工作電源由信號線提供，即其中一根線接電源，另一根線是信號輸出。接線如圖所示：

c．224xp本體集成的ai，能否接電流信號0~20ma？

首先，這兩路模擬量輸入通道可以接收±10v的電壓信號，不能直接接收電流信號。若使用該通道接收電流信號，會有一定的風險，可能導致測量的不準確或模塊的損壞等等。具體說明請點擊 查看

d．如何對 s7-200 的 cpu224xp 和擴展模塊 em 231， em 232 及 em 235 的模擬量值進行比例換算?

s7-200模擬量輸入通道所采集的信號，是以0~32000中的數值表示，存儲在aiw中。也就是說，這個數值與實際的物理量之間，存在一定的比例換算關系。

• PA總線采用曼徹斯特編碼，通過信號電纜進行總線供電，通訊速率為31.25kb/s
• 支持本安型儀表
• PA在使用A型電纜時大通訊長度為1900米，本安區域1000米
• 每段多可連接 32 個站
• 主干線的兩端必須配置終端電阻

DP/PA耦合器（DP/PA Coupler）產品信息

PA耦合器根據現場使用情況分為防爆耦合器和非防爆耦合器，耦合器的訂貨號總覽：