1引言
隨著自動控製技術的發展，現場總線技術在工業控製中的應用也越來越廣泛。在現有的各種現場總線中，PROFIBUS總線占有很大的市場份額，並提供了DP、PA和FMS三種協議類型。2006年11月PROFIBUS現場總線正式成為我國現場總線國家標準(GB/T20540-2006)。作為PROFIBUS總線中重要的一種類型，PROFIBUS-DP主要是麵向工廠現場層應用，主要特點是網絡規模小，但數據傳輸速率較快，最快可達12Mbps,用於設備級控製部分與分散式I/O的通信，可取代24VDC或4〜20mA信號傳輸。
如今PROFIBUS-DP現場總線在工業生產中的應用越來越廣泛，各種惡劣環境中對PROF1BUS-DP網絡的幹擾源也越來越多，如變頻器、交流接觸器、大功率電機的啟動、停止等都產生電磁汙染，通過空間輻射和動力電源線對電子設備造成幹擾。所以需要釆取必要的措施來保證PROFIBUS.DP網絡的穩定性和可靠性。
2PROFIBUS-DP組網規則
保證PROFIBUS-DP網絡的可靠性首先在組網的時候要遵循一定的組網規則，PROFIBUS-DP網絡是RS485串口通訊，半雙工,支持光纖通訊，每個網絡理論上最多可連接127個物理站點，其中包括主站、從站以及中繼設備。每個物理網段最多32個物理站點設備，物理網段兩終端都需要設置終端電阻或使用有源終端電阻，每個網段的通訊距離或者設備數如果超限，需要增加RS485中繼器進行網絡拓展，中繼器最多可申聯9個。如果網絡中涉及到分支電纜，則應注意分支電纜的長度應當嚴格遵守PROFIBUS的協議規定，如表1所示。

3硬件抗幹擾性設計
在遵循PROFIBUS-DP組網規則的前提下，需要選擇一款安全、穩定的帶DP通訊功能的工業儀表。工業儀表均配備了PROFIBUS-DP選件板，在PROFIBUS-DP組網通訊時安全穩定，適合各種工業稱重場合，其硬件抗幹擾設計主要體現在地線部分、電源部分、接口及其他措施等幾個方麵。
3.1地線部分
接地是抑製幹擾的重要方法之一。儀表中地線結構大致有係統地、機殼地、數字地和模擬地等，如能將接地和屏蔽正確結合起來使用可解決大部分幹擾問題。主要釆取的方法有：
（1）    數字、模擬電路分開
在儀表中，既有模擬電路信號接入，也有數字電路信號傳輸，因此，在電路設計時，將數宇電路的信號線和模擬電路的信號線相互隔離，並分別用兩個獨立的電源對它們供電，最後以單點公地的方法進行連接，以増強抗幹擾能力。
（2）    加粗地線
若接地線條很細，接地電位則隨電流的變化而變化，致使微處理器的定時信號電平不穩，抗噪聲性能變壞。因此，在製作PCB板時，應將地線加粗，使它能通過3倍於印刷電路板上的允許電流，一般為1mm左右，並且使電源線、地線的走向與數據傳遞的方向一致，將有助於增強抗噪聲能力。
（3）接地線構成閉環回路
一塊印刷電路板上有很多集成電路，尤其遇有耗電多的元件時，因受到線條粗細限製，地線產生電位差,引起抗噪聲能力下降，如果將地線連成環略，則其差值縮小，明顯地提高抗噪聲能力。因此，係統的主板的地線設計成回路。
3.2電源部分
電源模塊穩定，整個電路的抗幹擾就解決了一大半。電源是係統的核心部分之一，電源設計的好壞上主要可以從下麵幾個方麵著手做抗幹擾性設計：
（1）電源退耦：每個IC的電源正到電源負之間都需就近加0.1卩F和1000pF的去耦電容，一般多層板的電源層和地線層之間的介質電容為lOOOpF左右，所以IC上隻需加0.1卩電容，如果IC很多，則每組電源還需額外的加上10卩F到幾十卩F的電解電容。
（2）在開關電源的輸入端加上脈衝群濾波器，輸出端加上電容濾波網絡，增加電壓的穩定性，濾除交流電網和直流電源上的尖峰脈衝幹擾。
（3）對於同一電船中對需要隔離的電陪供電時，加上隔離型的DC-DC模塊，以阻斷兩者之間的電氣幹擾：過程通道和智能節點的核心模塊之間進行相互隔離，釆用隔離的DC-DC模塊為其分別供電，減少耦合方式申入的幹擾。
3.3接口及其他措施
過程通道是前向通道、後向接口與智能節點主控製器單元之間傳輸信息的通道，也是最需要抗幹擾措施的通道。由於國內用電設備連接情況複雜，所以接口保護勢在必行。直接保護由限流電阻+TVS組成，主要防止能量較低幹擾及地電位不平衡。隔離由光耦+隔離電源等組成，需要考慮隔離電壓反通信口速度。從而使過程通道上的信噪比大大的提高。
除了以上提到的措施，其他釆取的設計有：（DCMOS芯片的輸入阻抗很髙，易受感應，
對不用的引腳要接地或接電源正極。
（2）信號線屏蔽並相互絞合使用，信號線遠離幹擾源，不與電網線平行。
（3）    晶振靠近單片機時鍾輸入引腳，用地線把時鍾區隔離，晶振外殼接地並固定。
（4）    安裝在PCB板上的散熱器，如果與散熱器下的PCB上的走線的電壓差過大，會造成短路或擊穿，因此散熱器下麵不布線。
（5）    在可能的條件下，在數據線及地址線中插入地線。
4PROFIBUS-DP通訊抗幹擾性對比
為了測試PROFIBUS-DP通訊的抗幹擾性能，選擇帶PROFIBUS-DP功能板的工業稱重儀表1ND560與某國外公司的同樣功能的一款儀表A進行一起抗幹擾性實驗。
IND560是某公司開發的一款技術先進、功能強大的通用稱重終端，如圖1所示。IND560可聯接廣泛使用的應變片式傳感器和使用電磁力補償技術的高精度傳感器，具有眾多與PC或PLC的通訊接口方式和數字I/O控製端口。同時IND560具有麵板式、台式和牆式安裝方式。
IND56使用366Hz極快的A/D轉換率，TraxDSpm專利數字濾波技術以及50Hz輸入/輸岀點刷新率。能輕鬆實現從毫克至噸的精確測量。IND560在灌裝和配料應用上的優越性在於可工作在手動、半自動、全自動3種方式，結合先進的控製算法實現物料的快速、精確稱量控製。IND560可以控製達18位的數字輸出點，不需要PLC或其他外部I/O設備即可完成定值稱重的所有控製。能減少中間環節，提高控製係統的整體可靠性、控製精度以及執行效率。IND560幾乎可以成為眾多工業應用領域中完美的稱重解決方案。
在相同的條件下，把2個帶各自DP通訊板的儀表掛接在PROFIBUS-DP總線上，配置PROFIBUS-DP網絡，使其正常通訊。在通訊的同時，外部對2個儀表分別添加幹擾源，分別觀測2個儀表的顯示以SPROFIBUS-DP通訊情況，實驗結果如表2所示。

從表2可以看到IND560儀表在3種幹擾下,顯示數據沒有任何波動，DP通訊也一直正常。而A儀表在幹擾下,顯示數據會不停跳動，跳動範圍從幾到幾百，甚至超出量程，偶爾會自動重啟，DP通訊也會發生掉線的情況。

5結論
PROFIBUS-DP如今應用越來越廣泛，保證PROFIBUS-DP網絡的穩定是安全高效生產的前提。某公司PROFIBUS-DP^線型稱重儀表IND560接口靈活、功能強大、性能優越，可廣泛應用在醫藥、食品、橡膠、石油、化工、精細配料等工業過程領域和交通、物流、倉儲、港口等貿易結算過程。

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