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PROFINET工业以太网教程(2)——构建网络

前面的文章我们介绍了PROFINET的基础知识,今天这篇文章我们来聊聊如何构建PROFINET网络。PROFINET网络是基于IEEE802.3的以太网,其传输介质可以是有线的,也可以是无线的。本文讨论有线网络的构建,主要包括如下几个主题:

  1. PROFINET的网线;

  2. PROFINET网线接头;

  3. PROFINET的光纤;

cover.png

1、PROFINET的网线

典型的PROFINET网线是一条4芯、带屏蔽的绿色线缆,如下图所示:

PROFINET-cable.jpg

网线中的4芯分别是白色、黄色、橙色和蓝色。黄色和橙色组成双绞线,白色和蓝色组成双绞线,双绞线有利于增强抗干扰能力。

4芯网线可以全双工的方式通信,也就是说,数据的发送和接收可以同时进行。PROFINET网线最大支持100Mbps的传输速率,最长的传输距离为100米。如果超过了100米,要使用交换机对信号进行加强,类似于PROFIBUS总线中继器的功能。

一般来说,PROFINET网线分成四类:

A类:用于静止不动的安装场合;

B类:可用于偶尔运动或振动的安装场合;

C类:用于运动的安装场合,比如拖链或旋转机器;

R类:用于机器人等特殊场合;

有人问能否用普通家用/商用网线代替PROFINET网线呢?理论上说是可以的,因为PROFINET是基于百兆以太网的。但实际工业生产中建议不要这么做,因为家用/商用网线的强度、抗干扰能力等方面都不如PROFINET专用网线,而工业现场环境可能比较恶劣,面临各种干扰,普通家用/商用网线很可能会出现通信不良的情况。

说明:西门子还有一种8芯的绿色网线,这种网线也可以用于PROFINET网络,不过相对来说有些浪费,因为这种8芯的网线主要用于千兆以太网(传输速率1Gbps)

2、PROFINET网线接头

常见的PROFINET网线接头有RJ45接头和M12的圆形接头。

RJ45接头有90°和180°两种,如下图所示:

RJ45_Connector2.png

RJ45_Connector3.png

注意看这种接头前面只有4根针,这是因为PROFINET网络(本质上说是百兆以太网)只用到RJ45接头的1、2、3、6号针。这种接头接线非常简单,只需要将四种颜色的线插入到对应颜色的孔中就可以了,如下图所示:

RJ45_Connector4.png

M12的圆形接头也与之类似,如下图所示:

M12_Connector.png

3、PROFINET的光纤

当PROFINET的传输距离大于100米时,除了使用交换机对信号增强外,还可以使用光纤。光纤的传输距离可以覆盖几千米,甚至100千米。由于光纤使用光作为传输介质,可以完全排除电磁干扰,特别适合于工业现场电磁干扰比较严重的场合。

常见光纤的内部有两条平行的光缆,其结构如下图所示:

optical fiber.jpg

PROFINET光纤可以分成两类:

B类:可用于静止不动或稍微弯曲的安装场合;

C类:可用于运动、振动或扭曲的安装场合;

常见的用于PROFINET网络的光纤有四种:POF光纤、PCF光纤、多模玻璃光纤和单模玻璃光纤。我比较早的时候曾写过一篇文章介绍光纤,感兴趣可以看下:光纤(光缆)有哪些种类?为什么适合远距离通信?

光纤连接器可以看下这篇文章:

全面解析各种光纤连接器类型 | 值得收藏

好了,关于PROFINET工业以太网技术教程的第2篇就先介绍到这里,后续文章会继续介绍相关内容。

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