西门子6SE6420-2AD23-0BA1

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表中列出了塑料光纤、PCF光纤和玻璃光纤主要的应用场合，与OLM相关的设备基本上都是BFOC接头类型。
光纤可以选择预装了接头的（如购买时已经安装了BFOC接头），但如果事先不知道距离，也可以选择单购买光纤和接头。但一般玻璃光纤的BFOC接头都需要人士来安装。
除了OLM，其它的带有光纤接口的设备包括：OBT / CP342-5 FO / IM467 FO / CP5613 FO / IM153-2 FO，这些设备使用的光纤一般使用的是简单接头（Simplex plug），且有两种光纤可以选择：
A．塑料光纤 980/100um 50m (如：6XV1 821-0AT10)
B．PCF光纤200/230um 300m (如：6XV1 861-2A)
C．接头 Simplex plug : 6GK1 900-0KB00-0AC0


这里再总结一下两种接头的订货号：
玻璃光纤的BFOC connector ： 6GK1 901-0DA20-0AA0
塑料光纤的PCF Simplex plug ： 6GK1 900-0KB00-0AC0
BFOC plug ： 6GK1 900-0HB00-0AA0

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图5 Simplex plug 图6 BFOC接头
如果希望自己完成接头的焊接工作，可以订工具箱（图7）：
工具箱 PCF Simplex plugs： 6GK1 900-0KL00-0AA0
BOC plugs： 6GK1 900-0HL00-0AA0
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图7 熔接工具箱

但如果是玻璃光纤还是建议找的人员和设备来熔接。

②屏蔽层多点接地 电 话：（同号）

PROFIBUS电缆在插头内接线时，须将屏蔽层剥开，压在插头内的金属部分，该金属部分与当Sub-D插头外部的金属部分相连，当将插头插在CPU或者ET200M等设备的DP口上时，则通过设备连接到了安装底板，而安装底板一般是连接在柜壳上并接地的，从而实现了屏蔽层的接地。



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图23 PROFIBUS 插头内部接线即屏蔽层的处理



由于接地有利于保护PLC设备以及DP通讯口，因此对于所有的PROFIBUS站点都要求进行接地处理，即“多点接地”。

③布线规则

不同电压等级的电缆分线槽布线
高电压，大电流的动力电缆，与小电压和小电流的电缆应该是分线槽布线，同时线槽应盖上盖板，尽量全封闭；如果现场无法分线槽布线，则将两类电缆尽量远离，中间加金属隔板进行隔离，同时金属线槽要做接地处理（图24）。

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图24 电缆槽架以及电缆在线槽内的处理

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图25 现场布线

电缆槽架之间也的连接应该用金属连接部件大面积连接处理，同时注意“接地”的连接。

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图26 电缆桥架之间的连接以及接地处理

西门子PROFIBUS紫色双绞电缆接头

通讯电缆单在线槽外布线时，可根据情况采用穿金属管的方式，这样既可以保护通讯电缆不被损坏，对于防止EMC的干扰也有好处，但注意外部的金属管需要接地（图25）；
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图27 现场的通讯电缆



图26中的电缆通讯直接暴露在外面，很容易被压断，类似情况可考虑局部或者全部穿管。

通讯电缆与动力电缆避免长距离平行布线
由于平行布线的两根电缆之间需要考虑空间电容耦合，因此为了避免相互之间的影响，应避免平行布线（图27）。



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图28 通讯电缆在线槽内与动力电缆平行走线



在图27中，通讯电缆不仅没有满足a. 或 b. 两条原则，反而与比较大的动力电缆平行布线，这会导致该电缆比较容易受到动力电缆的干扰。



可以交叉布线：



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两根交叉布线的电缆相互之间不会因为容性耦合而产生干扰。

尽量将电缆贴近大面积的金属板（图29）
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图29 通讯电缆贴近金属板

通讯电缆应与大面积的金属板或“地平面”贴近。



通讯电缆过长时，不要形成环状（图30）


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图30 通讯电缆形成环

此时如果有磁力线从环中间穿过时，根据“右手定律”，容易产生干扰信号。

在图30中，尽管背板是比较大的金属板，但由于项目已经完成，因而不存在电缆长度变化的可能，因此还是建议用户将过长的电缆剪短，放入柜内的电缆槽内。



通讯线连接的设备应做等电势连接
PROFIBUS 连接的站点可能分布较广，为了通讯的质量，一般要求所有通讯站点都应该处于同一个电压等级上，即应当都是“等电势”的（图31）。

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图31 通讯站点之间应做“等电势”处理

如果两个站点的“地”之间不等电势，则当两个设备分别各自接地时，将会在两个接地点之间产生电势差，此时电流会流过通讯电缆的屏蔽层，从而对通讯产生影响。因此应该在两个设备之间进行等电势的绑定。

可以用等势线将两个设备的“地”进行连接，等势线的规格为：铜 6mm2 ，铝 16mm2，钢 50mm2 。

当然，这里不是要求所有的现场都需要增加额外的等势线而增加成本，只是建议在出现接地点电势不相等的情况时，如果影响到通讯，或者可能造成设备损坏，则应当想办法加以改进。

如果由于接地点本身的原因造成了通讯不稳定，比如某个系统的“地”本身存在着很强的干扰，则在此处将屏蔽层接地反而会对PROFIBUS通讯造成影响，因而此时应该考虑处理好“地”，然后再将PROFIBUS屏蔽层接地。

为现场设备提供一个良好的“地”以及进行正确的“接地”是提高EMC特性的前提（图32）。

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图32 系统进行良好的接地设计和实施



通讯线在电柜内的布线
通讯电缆在电柜内布线时，也应该遵循之前的原则，即远离干扰源。

在柜内的走线应当进行精心的设计，尽量避免与高电压、大电流的电缆在同一线槽内走线（图33），同时，不要在柜内形成“环”，特别时避免将变频器等干扰源包围在“环”内。

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图 33 通讯电缆与动力电缆在电柜内的受干扰情况



3.2.2 通讯电缆的屏蔽层在电柜内的处理
1) 是PROFIBUS插头，除了之前介绍的，需要将屏蔽层压在插头的金属部分外，还需要注意屏蔽层不要剥开的太长，否则会暴露在空间，成为容易受干扰的“天线”（图34）。

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图34 屏蔽层暴露在空间容易接收干扰



2) 通讯电缆的屏蔽层在进/出电气柜时，都应该进行屏蔽层接地处理

屏蔽层应该与接地铜排进行大面积的接触（图35）。

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图35 屏蔽层的接地



通讯电缆在进/出电柜时，都应该将电缆的屏蔽层进行接地处理。这样避免外部的干扰信号进入电柜，同时也避免柜内产生的干扰对外部设备造成影响（图36）。

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图36 屏蔽层在柜内进行接地处理



如果通讯电缆在柜内需要经过端子进行连接，则屏蔽层好在端子排的两侧分别进行连接（图37）。

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图37 通讯电缆通过端子连接时的屏蔽层处理

而此时应当避免的做法是将屏蔽层剥开，拧成一根连接到端子（图38），这种方式在EMC领域有个名称叫做“猪尾巴”。

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图38 屏蔽电缆接头处的“猪尾巴效应”

在现场的连接中，如果将屏蔽层剥开过长，则通讯电缆将有很长一段没有被屏蔽层“保护”，而屏蔽层拧成一根后将形成天线，更容易将干扰引入系统（图39）。



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图39 屏蔽电缆的“猪尾巴”连接



3.2.3 过压保护
如果使用场合存在过压的危险，请在柜外采用直埋电缆，同时在柜内、柜外的电缆上采用过压保护装置（图40）。

如果存在雷击，请参照防雷设计标准进行防雷的设计。

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图40 过压保护装置



3.2.4 减小变频器等干扰源设备对通讯的影响
变频器等比较大功率的设备除了通过干扰电源、通过空间辐射干扰影响设备正常运行外，随着变频器等设备具有PROFIBUS通讯的能力，这些设备产生的干扰也有可能直接进入通讯系统，因而应该对变频器进行EMC的处理。

是变频器的安装。在电柜内，尽量用镀锌底板替代喷漆底板做为安装背板（图41），以改善EMC特性。

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图41 使用镀锌安装底板代替喷漆底板



变频器的出线，都应该进行相应的EMC处理，比如采用通讯电缆采用屏蔽电缆接地，动力电缆采用屏蔽电缆接地或者采用铁氧体磁环进行滤波处理等（图42）。

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图42 对变频器的电缆进行规范的EMC处理



4 PROFIBUS诊断的常用工具
PROFIBUS是一种抗干扰性比较强的现场总线，但不时还会发生一些故障。在处理故障的过程中我们发现，造成PROFIBUS通讯出现故障的原因，80％都是简单的原因，比如：现场没有接地处理、布线时与动力电缆没有分开等等；因此为了避免PROFIBUS网络后期运行时出现故障，应该注意按照PROFIBUS的规范进行网络设计，同时严格遵守安装规范的要求进行现场施工。

除此之外，现场诊断一般会使用到BT200和示波器等设备。BT200是西门子的提供的PROFIBUS网络诊断设备，可以进行网络距离检测，网络连接的质量的检查（比如断线、短路等等），常用于项目现场施工布线阶段；

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图43 BT200

而示波器常常用于检测PROFIBUS通讯的波形，一般用于项目投产运行后进行网络通讯信号质量的检测。

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图43 示波器显示PROFIBUS信号受到干扰时的波形



另外，STEP7等编程工具也可以做为网络诊断的一种工具。在STEP7软件中，提供了“在线诊断”的功能，可以实时的对PROFIBUS网络进行直接的诊断。比如：哪些从站出现故障，可在STEP7的诊断缓冲区中直接得到故障信息，因此一般用于项目调试过程中以及项目运行过程中的网络诊断。



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图44 Step7在线诊断功能



另外STEP7还提供了一些PROFIBUS的诊断功能块，比如FB125/FC125等，方便用户通过编程的方式在程序运行中诊断PROFIBUS网络中出现的故障，同时可将故障信息直接显示在上位机画面上。

软件的诊断方式都支持到通道级的诊断。

5 结束语
PROFIBUS总线的应用场合非常多，应用环境也各不相同，但只要严格按照PROFIBUS的规范进行网络拓扑的设计、遵守布线规则、处理好系统的“地”与“接地”等，将在很大程度上避免总线网络使用中出现的各种问题。因此，希望广大的用户在阅读本文的基础上，能够继续参照PROFIBUS的安装和使用手册来正确的应用PROFIBUS现场总线，PROFIBUS总线网络和整个自动化项目的正常运行。