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电气网络 (PROFIBUS PA)过程自动化电子网络用于本安型应用；与 PROFIBUS PA 配用时，采用的传输技术兼容于 IEC 61158-2标准。这种情况下，传输率为 31.25 Kbps。 概述 SIMATIC 现场总线计算器 现场设备的直接连接（尤其是在危险区域中）以及通信的信息内容在过程工业中显得非常重要。PROFIBUS PA允许数字量数据和电源在采用本安 MBP传输技术（曼彻斯特编码；总线供电）的一条双线总线上进行传输，它经过定制可满足这些要求。它适合于将 Ex 区域 1/21 或 0/20运行环境中的气动执行器、电磁阀和传感器直接集成到过程控制系统中。 变送器的典型响应时间大约为 10 ms ，这说明甚至在一个带有多 31 个设备的网段配置下，也可通过 PROFIBUS PA取得很短的循环时间。过程工业中的几乎所有典型应用都可在小型和大型工厂中实现。双向通信和丰富的信息内容提高了诊断能力，可快速、准确地检测和消除故障。标准化的通信服务保证了多供应商的现场设备之间的互操作性和替换性，并且可在运行过程中对现场设备设置参数。 使用 PROFIsafe 行规的安全通信通过 PROFIsafe 行规，可将安全通信无缝集成到 PROFIBUS PA 中。无需为安全相关应用单独配置安全总线。采用PROFIsafe 行规的 PROFIBUS PA 已集成到过程自动化 Safety Integrated安全系统当中。西门子公司为过程自动化中的故障安全、容错应用而提供的综合系列产品与服务，为用户提供了极具吸引力而又经济有效的替代方案，用以隔离安全系统。 冗余架构您可以根据自动化任务和相关安全要求来分别确定工厂控制器、现场总线和 I/O级的冗余程度，并将它们与现场仪表相匹配（灵活模块化冗余，FMR）。有关 PROFIBUS PA的冗余结构的概览，请参见“设计”下面的内容。 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的网络转换好将 PA Link 用作从 PROFIBUS PA 到 PROFIBUS DP 的网关。使用 PA Link时，PROFIBUS DP 上的传输速率与从属 PROFIBUS PA 段无关。PA link 的组态取决于现场总线架构。“PA路由器”一节中描述的耦合器类型可用于进行组态。在数据量较小（小数量框架）和时间要求较低时，DP/PA耦合器也可作为一个路由器在独立模式中运行。  优势采用 PROFIBUS PA行规而实现的分布式现场自动化的优点是硬件成本低、组态经济有效、运行安全性高并可实现顺利维护。以下特点让这些优点更加突出：
设计PROFIBUS PA 架构示例下面的图说明了以下设备上含有 DP/PA 耦合器和 PA Link 路由器的 PROFIBUS PA 配置形式：
如果 DP/PA 耦合器作为 PA 路由器独立运行，则直接在耦合器上进行连接，而不是通过接口模块来连接。 有关 PROFIBUS PA 设备的限制数量，请参见“技术数据”章节。 作为 PROFIBUS DP 主站的 AS 单站上的 PROFIBUS PA 作为 PROFIBUS DP 主站的 AS 冗余站上的 PROFIBUS PA 带单个耦合器的线型结构在含有单个耦合器的总线架构中，每个总线段都各与一个 DP/PA 耦合器相连。 如果 PA 路由器是独立 DP/PA 耦合器，则可以连接 PROFIBUS PA 总线（总线段）。在一个多带有 5 个DP/PA 耦合器且用作 PA 路由器的 PA Link 上，通过单个耦合器（对于带环型或耦合器冗余的混合组态，多 3 个），多可运行5 个总线段。 PA 路由器可与单一或冗余 PROFIBUS DP 相连，具体取决于型号（见图）。 FDC 157-0 是 DP/PA 耦合器的首要选择。在使用此耦合器时，PA 可借助于 AFD有源现场分配器集成到总线段中，例如，可使用的有源现场分配器为 AFD4、FD4 RAILMOUNT、AFD4 FM 和AFD8（防爆危险区 2/22 认证）和 AFDiSD（防爆危险区 1/21 认证）。PA设备通过防短路分支线路连接至这些现场分配器。 也可以在一个总线网段中运行多 8 个 AFD 现场分配器、多 5 个 AFDiSD 现场分配器或多 5 个 AFDiSD 和AFD 现场分配器的任意组合。在混合使用 AFDiSD/AFD 时，无法在 PROFIBUS PA 中对 AFDiSD执行扩展诊断功能。从 DP/PA 耦合器离开的总线末端处的后一个现场分配器会自动激活其总线端接电阻器。 危险区域中符合 Ex Zone 1/21 或 0/20 要求的本质安全 PA 设备主要通过有源现场分配器 AFDiSD集成到总线网段。对于防爆危险区 1/21 中的 PA 设备，可通过 DP/PA 耦合器 Ex [i] 上的总线段进行连接（在 PALink 中或独立）。这些设备通过 SplitConnect 分接头（通过分支线路或直接通过 SplitConnect M12出口）单独集成到总线网段。总线网段的端接需要使用 SplitConnect 端接器。 通过将各个设备按组分配给不同的总线网段，可以实现设备级柔性模块化冗余。 带冗余耦合器的线型结构在单个或冗余 PROFIBUS DP 上可作为 PA 路由器运行的 PA 链接器只能配有一个冗余 DP/PA耦合器对（也可以配置多 3 个单个耦合器）。冗余的 DP / PA 耦合器对,可以用于带有源现场分离器 (AFS)的线型结构，也可用于环型结构。 对于线型架构，AFS 连接至 PA 路由器中的冗余 DP/PA 耦合器对 (2 X FDC157-0)。它将所连接的总线网段连接至两个冗余 DP/PA 耦合器中正在工作的那个。DP/PA耦合器的更换无需中断当前的运行。 这些 PA 设备通过 AFD 或 AFDiSD 有源现场分配器集成到总线型结构的总线段中。现场分配器数量方面的限制也相同（多 8个 AFD、多 5 个 AFDiSD 或多 5 个 AFDiSD 和 AFD 组合分配器；混合使用 AFDiSD 和 AFD时，无法针对 AFDiSD 执行扩展现场总线诊断功能）。 带耦合器和介质冗余的环型结构通过 PA 路由器的冗余 DP/PA 耦合器对 (2 X FDC157-0)，也可以构建带有自动总线端接功能的环网网段，用以取代带 AFS 的总线网段。除了环网网段之外，在该 PA路由器上只能组态带有独立耦合器的总线网段。PA 路由器可以连接到单一或冗余 PROFIBUS DP。 通过 AFD 或 AFDiSD 有源现场分配器，可将 PA现场设备集成到环网网段中，现场分配器的数量限制与采用总线型结构时相同（多 8 个 AFD、多 5 个 AFDiSD 或多 5 个AFDiSD 和 AFD 组合分配器；混合使用 AFDiSD 和 AFD 时，无法针对 AFDiSD执行扩展现场总线诊断功能）。这些现场分配器具有电气去耦的防短路分支线路连接器，用于连接 PA 设备。 在设备级上，可通过将不同现场分配器上的各个设备进行分组来实现灵活的模块化冗余。 环型结构的特殊优点：
PROFIBUS PA 基于电气传输部件。现场设备的数字量数据传输和电源供电均采用了双线屏蔽电缆。 借助线型、树型和环型拓扑，可组态长约 1.9 km 的总线网段。若采用 AFD有源现场分配器，则在计算总线网段的总长度时，还必须考虑用于连接设备的分支总线的长度以及电缆的规格要求。AFDiSD上的分支线路与总线网段的总长度无关。 对于带有有源现场分配器的总线段，分支总线可具有以下大长度：
如果使用了有源现场分配器AFD，则必须根据总线网段的分支线路数量，适当减小这些大值（有关详细信息，请参见“技术数据”一节）。对于有源现场分配器 AFDiSD而言，由于集成了中继器功能，无需减小这些值。 SIMATIC 现场总线计算器提供计算和设计现场总线网段方面的帮助： 对于危险区域中的本质安全 PA 设备，建议好通过有源现场分配器 AFDiSD 集成进总线网段。对于 Ex zone 1/21中的 PA 设备，也可以通过 PA 路由器上的总线网段连接至 DP/PA 耦合器 Ex[i]。在此类组态中，单个分支线路的大长度缩短至30 m，单个总线网段的大长度缩短至 1 km。 总线网段自动进行端接（在带有有源现场分配器 AFD/AFDiSD 的体系结构中），或通过 PROFIBUS PA的无源端接部件（SpliTConnect 端接器）进行端接。 技术规范PROFIBUS PA 数据传输MBP传输速率31.25Kbps电缆双线屏蔽保护类型EEx(ia/ib)拓扑结构线型、树型、环型单个网段/路由器的有源现场分配器 AFD8AFDiSD或 AFDiSD 与 AFD 的组合5每个网段/耦合器的 PA 设备数31每个 PA Link 的 PA 设备数64总线网段上全部PA 现场设备的大电流（适于带 FDC 157‑0 耦合器的 PA 网关）1 A每个网段的电缆长度 标准1 900mEEx(ib)1 900 mEEx(ia)1 000 m带 AFD的总线网段分支总线总数的大分支总线长度 分支线路的数量（每条分支线路连接 1 台设备） 1 至 12条分支线路120 m13 至 14 条分支线路90 m15 至 18 条分支线路60 m19 至 24 条分支线路30 m25 至31 条分支线路1 m含有 AFDiSD 的总线段分支线路大长度与分支线路的总数量无关 分支线路的数量（每条分支线路连接 1台设备） 1 至 31 条分支线路 非本安型120 m本安型（符合 FISCO 要求）60 m |
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