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SIEMENS/6ES7215-1HG40-0XB0詳細說明
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SIMATIC 現(xiàn)場總線計算器
現(xiàn)場設備的直接連接（尤其是在危險區(qū)域中）以及通信的信息內容在過程工業(yè)中顯得非常重要。PROFIBUS PA 允許數(shù)字量數(shù)據和電源在采用本安 MBP 傳輸技術（曼徹斯特編碼；總線供電）的一條雙線總線上進行傳輸，它經過定制可滿足這些要求。它適合于將 Ex 區(qū)域 1/21 或 0/20 運行環(huán)境中的氣動執(zhí)行器、電磁閥和傳感器直接集成到過程控制系統(tǒng)中。
變送器的典型響應時間大約為 10 ms ，這說明甚至在一個帶有多 31 個設備的網段配置下，也可通過 PROFIBUS PA 取得很短的循環(huán)時間。過程工業(yè)中的幾乎所有典型應用都可在小型和大型工廠中實現(xiàn)。雙向通信和豐富的信息內容提高了診斷能力，可快速、準確地檢測和消除故障。標準化的通信服務保證了多供應商的現(xiàn)場設備之間的互操作性和替換性，并且可在運行過程中對現(xiàn)場設備設置參數(shù)。
使用 PROFIsafe 行規(guī)的安全通信
通過 PROFIsafe 行規(guī)，可將安全通信無縫集成到 PROFIBUS PA 中。無需為安全相關應用單獨配置安全總線。采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS PA 已集成到過程自動化 Safety Integrated 安全系統(tǒng)當中。西門子公司為過程自動化中的故障安全、容錯應用而提供的綜合系列產品與服務，為用戶提供了吸引力而又經濟有效的替代方案，用以隔離安全系統(tǒng)。
冗余架構
您可以根據自動化任務和相關安全要求來分別確定工廠控制器、現(xiàn)場總線和 I/O 級的冗余程度，并將它們與現(xiàn)場儀表相匹配（靈活模塊化冗余，F(xiàn)MR）。有關 PROFIBUS PA 的冗余結構的概覽，請參見“設計"下面的內容。
PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網絡轉換
將 PA Link 用作從 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的網關。使用 PA Link 時，PROFIBUS DP 上的傳輸速率與從屬 PROFIBUS PA 段無關。PA link 的組態(tài)取決于現(xiàn)場總線架構?！癙A 路由器"一節(jié)中描述的耦合器類型可用于進行組態(tài)。在數(shù)據量較?。ㄐ?shù)量框架）和時間要求較低時，DP/PA 耦合器也可作為一個路由器在獨立模式中運行。
優(yōu)勢
采用 PROFIBUS PA 行規(guī)而實現(xiàn)的分布式現(xiàn)場自動化的優(yōu)點是硬件成本低、組態(tài)經濟有效、運行安全性高并可實現(xiàn)順利維護。以下特點讓這些優(yōu)點更加突出：
從傳感器直至控制層實現(xiàn)模塊化和統(tǒng)一性，可實現(xiàn)新的工廠設計
通過在危險區(qū)域中采用現(xiàn)場總線來實現(xiàn)本質安全應用
通過冗余 PROFIBUS PA 架構（帶有耦合器冗余的環(huán)型和總線型拓撲），可實現(xiàn)從自動化系統(tǒng)（控制器）直至 PA 現(xiàn)場設備的靈活模塊化冗余 (FMR)
可實現(xiàn)安全相關應用和容錯應用，對設備和布線的要求較低
通過對現(xiàn)場設備（PROFIBUS PA和 HART 以及 SIMATIC PDM，跨供應商）進行簡單的集中工程組態(tài)降低組態(tài)成本
將雙線電纜用于供電和數(shù)據傳輸，安裝簡便
通過簡化的環(huán)路檢查降低調試成本
布線簡單并具有全面的診斷功能，維修成本低
設計
PROFIBUS PA 架構示例
下面的圖說明了以下設備上含有 DP/PA 耦合器和 PA Link 路由器的 PROFIBUS PA 配置形式：
PROFIBUS DP 主站，簡單設計（AS 單站）
PROFIBUS DP 主站，冗余設計（AS 冗余站）
如果 DP/PA 耦合器作為 PA 路由器獨立運行，則直接在耦合器上進行連接，而不是通過接口模塊來連接。
有關 PROFIBUS PA 設備的限制數(shù)量，請參見“技術數(shù)據"章節(jié)。
作為 PROFIBUS DP 主站的 AS 單站上的 PROFIBUS PA
作為 PROFIBUS DP 主站的 AS 冗余站上的 PROFIBUS PA
帶單個耦合器的線型結構
在含有單個耦合器的總線架構中，每個總線段都各與一個 DP/PA 耦合器相連。
如果 PA 路由器是獨立 DP/PA 耦合器，則可以連接 PROFIBUS PA 總線（總線段）。在一個多帶有 5 個 DP/PA 耦合器且用作 PA 路由器的 PA Link 上，通過單個耦合器（對于帶環(huán)型或耦合器冗余的混合組態(tài)，多 3 個），多可運行 5 個總線段。
PA 路由器可與單一或冗余 PROFIBUS DP 相連，具體取決于型號（見圖）。
FDC 157-0 是 DP/PA 耦合器的首要選擇。在使用此耦合器時，PA 可借助于 AFD 有源現(xiàn)場分配器集成到總線段中，例如，可使用的有源現(xiàn)場分配器為 AFD4、FD4 RAILMOUNT、AFD4 FM 和 AFD8（防爆危險區(qū) 2/22 認證）和 AFDiSD（防爆危險區(qū) 1/21 認證）。PA 設備通過防短路分支線路連接至這些現(xiàn)場分配器。
也可以在一個總線網段中運行多 8 個 AFD 現(xiàn)場分配器、多 5 個 AFDiSD 現(xiàn)場分配器或多 5 個 AFDiSD 和 AFD 現(xiàn)場分配器的任意組合。不過，在混合使用 AFDiSD/AFD 時，無法在 PROFIBUS PA 中對 AFDiSD 執(zhí)行擴展診斷功能。從 DP/PA 耦合器離開的總線末端處的后一個現(xiàn)場分配器會自動激活其總線端接電阻器。
危險區(qū)域中符合 Ex Zone 1/21 或 0/20 要求的本質安全 PA 設備主要通過有源現(xiàn)場分配器 AFDiSD 集成到總線網段。對于防爆危險區(qū) 1/21 中的 PA 設備，可通過 DP/PA 耦合器 Ex [i] 上的總線段進行連接（在 PA Link 中或獨立）。這些設備通過 SplitConnect 分接頭（通過分支線路或直接通過 SplitConnect M12 出口）單獨集成到總線網段。總線網段的端接需要使用 SplitConnect 端接器。
通過將各個設備按組分配給不同的總線網段，可以實現(xiàn)設備級柔性模塊化冗余。
帶冗余耦合器的線型結構
在單個或冗余 PROFIBUS DP 上可作為 PA 路由器運行的 PA 鏈接器只能配有一個冗余 DP/PA 耦合器對（也可以配置多 3 個單個耦合器）。冗余的 DP / PA 耦合器對,可以用于帶有源現(xiàn)場分離器 (AFS) 的線型結構，也可用于環(huán)型結構。
對于線型架構，AFS 連接至 PA 路由器中的冗余 DP/PA 耦合器對 (2 X FDC 157-0)。它將所連接的總線網段連接至兩個冗余 DP/PA 耦合器中正在工作的那個。DP/PA 耦合器的更換無需中斷當前的運行。
這些 PA 設備通過 AFD 或 AFDiSD 有源現(xiàn)場分配器集成到總線型結構的總線段中。現(xiàn)場分配器數(shù)量方面的限制也相同（多 8 個 AFD、多 5 個 AFDiSD 或多 5 個 AFDiSD 和 AFD 組合分配器；混合使用 AFDiSD 和 AFD 時，無法針對 AFDiSD 執(zhí)行擴展現(xiàn)場總線診斷功能）。
帶耦合器和介質冗余的環(huán)型結構
通過 PA 路由器的冗余 DP/PA 耦合器對 (2 X FDC 157-0)，也可以構建帶有自動總線端接功能的環(huán)網網段，用以取代帶 AFS 的總線網段。除了環(huán)網網段之外，在該 PA 路由器上只能組態(tài)帶有獨立耦合器的總線網段。PA 路由器可以連接到單一或冗余 PROFIBUS DP。
通過 AFD 或 AFDiSD 有源現(xiàn)場分配器，可將 PA 現(xiàn)場設備集成到環(huán)網網段中，現(xiàn)場分配器的數(shù)量限制與采用總線型結構時相同（多 8 個 AFD、多 5 個 AFDiSD 或多 5 個 AFDiSD 和 AFD 組合分配器；混合使用 AFDiSD 和 AFD 時，無法針對 AFDiSD 執(zhí)行擴展現(xiàn)場總線診斷功能）。這些現(xiàn)場分配器具有電氣去耦的防短路分支線路連接器，用于連接 PA 設備。
在設備級上，可通過將不同現(xiàn)場分配器上的各個設備進行分組來實現(xiàn)靈活的模塊化冗余。
環(huán)型結構的特殊優(yōu)點：
高可用性
可對主機系統(tǒng)的智能型 DP/PA 耦合器 FDC 157?0 進行透明冗余管理
通過用于在 FDC 157 0 DP/PA 耦合器以及 AFD 和 AFDiSD 有源現(xiàn)場分配器中進行自動總線端接的有源總線端接器，可以：
在發(fā)生短路或開路時，對故障子網段進行自動、平穩(wěn)的隔離
在運行階段改變環(huán)網組態(tài)和儀表配備，包括添加和減少環(huán)網網段
以較低的設備和布線成本實現(xiàn)安全相關應用和容錯應用
總線網段和分支線路的電纜長度
PROFIBUS PA 基于電氣傳輸部件?，F(xiàn)場設備的數(shù)字量數(shù)據傳輸和電源供電均采用了雙線屏蔽電纜。
借助線型、樹型和環(huán)型拓撲，可組態(tài)長約 1.9 km 的總線網段。若采用 AFD 有源現(xiàn)場分配器，則在計算總線網段的總長度時，還必須考慮用于連接設備的分支總線的長度以及電纜的規(guī)格要求。AFDiSD 上的分支線路與總線網段的總長度無關。
對于帶有有源現(xiàn)場分配器的總線段，分支總線可具有以下大長度：
長 120 m（符合標準 IEC 61158?2 標準）
長 120 m（符合標準 IEC 60079-27 (FISCO) 標準）
如果使用了有源現(xiàn)場分配器 AFD，則必須根據總線網段的分支線路數(shù)量，適當減小這些大值（有關詳細信息，請參見“技術數(shù)據"一節(jié)）。對于有源現(xiàn)場分配器 AFDiSD 而言，由于集成了中繼器功能，因此無需減小這些值。
SIMATIC 現(xiàn)場總線計算器提供計算和設計現(xiàn)場總線網段方面的幫助：
對于危險區(qū)域中的本質安全 PA 設備，建議通過有源現(xiàn)場分配器 AFDiSD 集成進總線網段。對于 Ex zone 1/21 中的 PA 設備，也可以通過 PA 路由器上的總線網段連接至 DP/PA 耦合器 Ex[i]。在此類組態(tài)中，單個分支線路的大長度縮短至 30 m，單個總線網段的大長度縮短至 1 km。
總線網段自動進行端接（在帶有有源現(xiàn)場分配器 AFD/AFDiSD 的體系結構中），或通過 PROFIBUS PA 的無源端接部件（SpliTConnect 端接器）進行端接