SIEMENS PROFIBUS 网络中可以接入多少台PA 仪表？

问题：SIEMENS PROFIBUS 网络中可以接入多少台PA 仪表？
解答：主要分以下几方面进行介绍：

1. PROFIBUS 系统总揽图
以S7－400为例，且使用DP/PA Link:

每个S7CPU 理论上可以链接的PA 仪表极限是10 x 123 x 64 =787,20 台

2. DP/PA Coupler 单独使用

以单DP 分支进行介绍，如果单条PROFIBUS DP 分支上没有DP/PA Link （连接器），仅有DP/PA Coupler(耦合器)， 则单条DP 分支的接线图如下：

单条DP 分支在没有DP/P A 连接器的情况下，可链接的PA 仪表极限值为123 台。DP/PA 耦合器不占用DP 地址， 每台PA 仪表做为一个DP 从站，占用一个DP 地址。采用此链接方式，导致PROFIBUS DP 总线的通讯速率仅有45.45Bi t/s，无法满足一些控制要求，所以不建议采用。可以在没有DP/PA Link 的情况下，仅通过DP/PA 耦合器调试PA 仪表。

3. DP/PA Link 与DP/PA Coupler 一起使用
可接入PA 仪表的数量问题。关于DP/PA Link 和DP/PA Coupler的选型介绍可以参考其样本或参考FAQ系列“如何配置SIEMENS PROFIBUS PA 总线仪表方案？”

3.1 DP/PA 连接器与DP/PA 耦合器
以单DP 分支进行介绍，每个DP/PA Link 后，最多可以链接5 个DP/PA Coupler, 如下图：

每个DP/PA Link 做为一个DP 从站，且最多可以链接64 台PA 仪表（仅针对新型
IM157 / 6ES7 157-0AA82-0 XA0。对于老型号IM157 / 6ES7 157-0AA81-0XA0，最多仅可链接31 台PA 仪表，对老型号IM157 ，在此不做任何说明），此数与DP/PA Link 的参数分配帧有关，参数分配如下：
启动和中断行为分配在第8 个字节中结构诊断帧分配在第15 个字节中 PA 现场仪表参数从第18 个字节一直到第213 个字节，每个仪表占用三个字节，分别如下表所示（未描述的字节保留）：

3.2 DP/PA 连接器通讯字节数限制
最多仪表数量同时受到通讯字节数的限制。DP/PA Link 做为一个DP 从站，I/O 最大通讯包为244 个字节。
举例如下：每个DP/PA Link 下最多可以组态16 台MASS6000 PA 仪表（其中输入字节数为15/台），输入字节数为16*15＝240bytes ，同时也可以允许输出字节数达到244 个字节，如下图所示：

每台仪表的通讯字节数可以根据实际需要进行设置，详细介绍可以参照相关手册。当继续增加MASS6000 硬件组态时，则会报超过字节数的限制提示，如下图：

3.3 DP/PA 耦合器类型及仪表数量 目前耦合器类型分为三种：
防爆型（6ES7 157-0AD82-0XA0） ：最大输出电流为110mA, 输出电压14V DC
非防爆型（6ES7 157-0AC81-0XA0 ）：最大输出电流为4 00mA，输出电压19V DC
非防爆型（6ES7 157-0AC82-0XA0） ：最大输出电流为1A ，输出电压31V DC
每个DP/PA 耦合器可以链接的仪表数量，需要根据电流的消耗来计算，公式如下：
                       m
I SEG = ∑ IBn + I FDE
                     n=1

         I SEG < I S
I SEG : 回路总电流 (mA)
I B n ：总线设备基本电流消耗
I FDE : 总线故障电流
I S : 耦合器供电电流
m : 总线设备数量
n＝1 : 起始数 = 1
I Bn 基本电流不能低于10mA, I FDE 总线故障电流不能超过9mA，最低为3mA 。
注：FDE ：Fault Disconnect Electronics
举例如下：SITRANS PROBE LU PA 型超声波液位计消耗基本电流为12mA, 则在输出电流为400mA 耦合器后，可以最多链接PROBE LU 的数量为：
(400mA-3mA)/12mA=33 台
[以上400mA,仅是一种类型的DP/PA 耦合器，如果选用其他类型的DP/ PA耦合器， 则需要根据实际情况进行计算]
但此时超过了PROFIBUS 协议规定的每段31 台仪表的数量，所以，最多可以链接31 台PROBE LU 在一个非防爆型耦合器（6ES7 157-0AC81-0XA0 ）后面。

补充：如何计算每段PROFIBUS PA 电缆的长度？主要是保证最后一台仪表工作电压大于9V 。
UBn ＝ US － ISEG • ( R’ * Lges)
U Bn > 9.0 V

U Bn ：最后设备的电压 [V]
U S ：耦合器的电压
I S ：耦合器的电流
R’：单位长度导线阻抗
L ges : 总长度
I seg : 回路总电流
举例如下： (31 V - 9 V) / (1,000 mA • 44 Ω/km): 约为 0.50 km [以上31V 及1000m A,仅是一种类型的DP/PA 耦合器，如果选用其他类型的DP/PA耦合器，则需要根据实际情况进行计算]
可以看出，负载越少（回路电流越少）， 电缆长度可以更长。根据所有PA 仪表数量及实际电流消耗，PROFIBUS 行规规定，在安全区域，最大电缆长度为1.9km, 在危险区域，最大电缆长度为1 .0km。

上图表示每段总线的最大长度
在实际应用过程中，还要根据实际情况进行配置，比如考虑从站响应的时间、通讯周期和通讯速率要求等等，本FAQ 仅供参考。

关键词
Profibus PA， DP/PA 连接器 ，DP/PA耦合器，PA仪表

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