西門子電源模塊

S7-200系統(tǒng)支持的PPI、MPI和PROFIBUS-DP協(xié)議通常以RS-485電氣網絡為硬件基礎。
RS-485串行通信標準采用平衡信號傳輸方式，或者稱為差動模式。平衡傳輸方式可以有效地抑制傳輸過程中干擾。
平衡方式采用一對導線，利用兩根導線間的電壓差傳輸傳輸信號。這兩根導線被命名為A（TxD/RxD-）和B（TxD/RxD+）。當B的電壓比A高時，認為傳輸?shù)氖沁壿?高"電平；當B的電壓比A低時，認為傳輸?shù)氖沁壿?低"電平信號。能夠有效工作的差動電壓范圍十分寬廣，可以從零點幾伏到接近十伏。
RS-485通信端口可以做到很高的通信速率，較長的通信距離，以及并聯(lián)連接多個端口。
平衡通信方式能否有效工作受到共模電壓差的影響。RS-485接口的兩根導線相對于通信對象信號地的電壓差就是共模電壓。非電氣隔離的RS-485接口能在一定的范圍內抵抗共模電壓對通信的干擾。

S7-200 CPU通信口的共模抑制電壓是12V。所以對于這類非隔離型的RS-485端口，*保*通信口之間的信號地等電位非常重要，好將它們連接在一起（并不是說一定要接地）。

S7-200系統(tǒng)中的RS-485端口是半雙工的，不能同時發(fā)送和接收信號。
在S7-200系統(tǒng)中，選擇合適的通信設備，可以做到波特率從1200到12M，單段距離1000m，單段站點32個的通信網絡。通過中繼器，RS-485電氣網絡還可以擴展通信距離，增加通信站點。詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》關于通信的專門一章。
雖然常見的RS-485通信器件在電氣性能上基本一致，但物理接口卻五花八門，沒有統(tǒng)一的規(guī)定。
西門子系統(tǒng)中的 D-Sub 9 針型 RS-485 端口，引腳定義是基本一致的。
4.1 S7-200系統(tǒng)中的RS-485通信
在S7-200系統(tǒng)中，CPU上的通信口（編程口），以及EM277模塊上的通信端口都是符合RS-485電氣標準的。但它們也有所不同：
S7-200 CPU上的通信口是非隔離型的，高通信速率187.5K波特
EM277上的通信口是隔離的，高通信速率12M，并且速率自適應
以下三種協(xié)議，都可以在RS-485的硬件基礎上實現(xiàn)通信：
PPI（包括編程通信、S7-200 CPU之間、S7-200 CPU與HMI之間的通信等）
MPI（S7-200 CPU與S7-300/400 CPU、S7-200 CPU與HMI之間、EM277與HMI之間的通信等）
PROFIBUS-DP（EM277與其他PROFIBUS-DP主站之間的通信）
實際上，如果各通信站點的地址不同，通信波特率相同，上述三個協(xié)議可以在一個RS-485網絡上同時實現(xiàn)各自的通信。當然，一個站點支持什么協(xié)議受到自身條件所限。

因此考察上述電氣網絡的通信時，我們應注意到它們都受RS-485網絡電氣基礎的制約。上述網絡所用的網絡硬件基本一樣。
5RS-485網絡的硬件組成

在S7-200系統(tǒng)中，無論是組成PPI、MPI還是RPOFIBUS-DP網絡，或是Modbus RTU網絡，用到的主要部件都是一樣的：
PROFIBUS電纜：電纜型號有多種，其中基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速連接）Standard電纜（訂貨號6XV1 830-0EH10）
PROFIBUS網絡連接器：網絡連接器也有多種形式，如出線角度不同等等
5.1 連接網絡連接器
A. 電纜和剝線器。使用FC技術不用剝出裸露的銅線。

圖1. 剝好一端的PROFIBUS電纜與快速剝線器（FCS，訂貨號6GK1905-6AA00）。

B. 打開PROFIBUS網絡連接器。首先打開電纜張力釋放壓塊，然后掀開芯線鎖。

圖2. 打開的PROFIBUS連接器

C. 去除PROFIBUS電纜芯線外的保護層，將芯線按照相應的顏色標記插入芯線鎖，再把鎖塊用力壓下，使內部導體接觸。應注意使電纜剝出的屏蔽層與屏蔽連接壓片接觸。

圖3. 插入電纜

由于通信頻率比較高，因此通信電纜采用雙端接地。電纜兩頭都要連接屏蔽層。

D. 復位電纜壓塊，擰緊螺絲，消除外部拉力對內部連接的影響。
5.2 網絡連接器
網絡連接器主要分為兩種類型：帶和不帶編程口的。不帶編程口的插頭用于一般聯(lián)網，帶編程口的插頭可以在聯(lián)網的同時仍然提供一個編程連接端口，用于編程或者連接HMI等。

圖4. 左側為不帶編程口的網絡連接器（訂貨號：6ES7 972-0BA52-0xA0）
右側的是帶編程口的網絡連接器（訂貨號：6ES7 972-0BB52-0xA0）
5.3 線型網絡結構
通過PROFIBUS電纜連接網絡插頭，構成總線型網絡結構。

圖5. 總線型網絡連接

在上圖中，網絡連接器A、B、C分別插到三個通信站點的通信口上；電纜a把插頭A和B連接起來，電纜b連接插頭B和C。線型結構可以照此擴展。

注意圓圈內的"終端電阻"開關設置。網絡終端的插頭，其終端電阻開關必須放在"ON"的位置；中間站點的插頭其終端電阻開關應放在"OFF"位置。
5.4 終端電阻和偏置電阻
一個正規(guī)的RS-485網絡使用終端電阻和偏置電阻。在網絡連接線非常短、臨時或實驗室測試時也可以不使用終端和偏置電阻。
終端電阻：在線型網絡兩端（相距遠的兩個通信端口上），并聯(lián)在一對通信線上的電阻。根據(jù)傳輸線理論，終端電阻可以吸收網絡上的反射波，有效地增強信號強度。兩個終端電阻并聯(lián)后的值應當基本等于傳輸線在通信頻率上的特性阻抗 偏置電阻：偏置電阻用于在電氣情況復雜時確保A、B信號的相對關系，*保*"0"、"1"信號的可靠性

西門子的PROFIBUS網絡連接器已經內置了終端和偏置電阻，通過一個開關方便地接通或斷開。終端和偏置電阻的值完全符合西門子通信端口和PROFIBUS電纜的要求。

合上網絡中網絡插頭的終端電阻開關，可以非常方便地切斷插頭后面的部分網絡的信號傳輸。

與其他設備通信時（采用PROFIBUS電纜），對方的通信端口可能不是D-SUB9針型的，或者引腳定義完全不同。如西門子的MM4x0變頻器，RS-485通信口采用端子接線形式，這種情況下需要另外連接終端電阻，西門子可以提供一個比較規(guī)整的外接電阻。對于其他設備，可以參照《S7-200系統(tǒng)手冊》上的技術數(shù)據(jù)制作。

西門子網絡插頭中的終端電阻、偏置電阻的大小與西門子PROFIBUS電纜的特性阻抗相匹配，強烈建議用戶配套使用西門子的PROFIBUS電纜和網絡插頭。可以避免許多麻煩。

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