西门子工业通信：PROFIBUS光纤接口网络应用技术

对于长距离数据传输，电气网络往往不能满足要求，而光纤网络可以满足长距离数据传输并且保持高的传输速率。在强电磁干扰的环境中光纤网络由于其良好的传输特性还可以屏蔽干扰信号对整个网络的影响。

利用光纤作为传输介质，西门子PLC介入方式可分为两种：

1）利用集成于模板上的光纤接口。

2）利用OLM扩展PROFIBUS电气接口。

下面将分别介绍两种介入方式。

1.利用集成于模板上的PROFIBUS光纤接口组成的光纤网络

集成光纤接口的主要是一些应用PROFIBUS-DP协议的模块连接的光纤为塑料光纤和PCF光纤，塑料光纤连接方便不需要特殊的抛光工具，砂纸打磨即可，如图5-7所示。两个站点的最大距离为50m；PCF光纤出场时配有接头，按优选长度有不同的订货号。比如50m、70m、100m、150m、200m、250m、300m，共分为7个档，两个站点的最大距离为300m，传输速率最大为12Mbit/s，如果普通的PROFI-BUS站点设备没有光纤接头，只有电气接口，可以通过OBT（Optical Bus Terminal）连接一个电气接口设备到光纤网上。OBT只适合连接无光纤接口的PROFIBUS站点到集成光纤接口的光纤网上，OBT是一个有源的网络元件，在网段里也是一个站点。

连接拓扑结构如图5-8所示。

这种用集成光纤接口和OBT组成的PROFIBUS光纤网络连接简单，成本较低，但是也有缺点：

1）OBT只能连接一个RS-485的PROFIBUS站点。

图5-7 集成光纤接口

2）连接光纤只能是塑料光纤和PCF光纤，PCF光纤只能购买已安装接头的光纤，不宜穿管安装。

3）由于是总线网不能组成环网，中间任一站点损坏或光纤断开，整个网络就不能工作。

图5-8 连接拓扑结构(www.xing528.com)

2.利用OLM组成的PROFIBUS光纤网络

除了由OBT和集成光纤接口的模板组成的光纤网络外，应用最多和最常见的光纤网络是利用OLM（Optical Link Module）模块将电信号转换为光信号，然后再组成光纤网络，整个网络传输速率最大为12 Mbit/s。OLM模块按连接的介质不同可分为三种：OLM/P11、OLM/P12连接塑料光纤和PCF光纤；OLM/G11、OLM/G12连接多模玻璃光纤，发送波长为860nm；G12表示一个RS-485电气接口和两个光纤接口，可以扩展并用于总线上任何地点。OLM是一个有源的网络元件，在网络里也是一个站点。几种OLM模块外形一样，可以通过订货号和印在模块上的描述来区别，外形如图5-9所示。

图5-9 OLM模块外形

两个OLM之间的距离与使用OLM类型和不同的光纤有关，见表5-2。

表5-2 OLM之间的距离与使用OLM类型和不同的光纤的关系

利用OLM进行网络拓扑可分为三种方式：总线结构、星形结构、冗余环。总线拓扑结构，如图5-10所示。

CH1为PROFIBUS电气接口，可以连接一个网段的32个PROFIBUS站点，CH2、CH3为光纤接口，在网络中，第一个和最后一个可以使用单光纤接口的OLM，价格便宜。连接方式是从发送到接收相互连接，中间的OLM必须是带有双通道的光纤接口，并且OLM的型号和光纤类型不能混用，例如：OLM/P和OLM/G不能在同一总线上（连接光纤类型不一样），OLM/G与OLM/G-1300都可以使用玻璃光纤，如62.5/125μm，但是由于发送的波长不一样，也不能同时使用在一条光纤总线上，确认通信距离后最好购买同一型号的OLM，不容易混乱，并且备件也好配备。

根据实际情况也可以灵活变化，如需要使用不同类型的光纤（包括塑料光纤、PCF光纤和玻璃光纤），就必须使用不同的OLM。虽然不同的OLM光纤接口不同，但是不同的OLM有一个相同的RS-485 PROFIBUS电气接口，可以利用RS-485 PROFIBUS电气接口相互连接，再连接到不同的光纤网络，这种结构成为星形拓扑结构，如图5-11所示。

图5-10 总线拓扑结构

图5-11 星形拓扑结构

对于PROFIBUS光纤总线网络，如果某一OLM损坏或光纤断开，整个网络不能工作。为了提供网络的可靠性，可以使用冗余环网的拓扑结构。冗余环网是总线网的特例，只要把总线网络头尾相连，冗余开关打到“ON”的位置，就可以实现PROFIBUS网络冗余功能。