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在工业自动化领域，Profinet 总线系统广泛应用于各类复杂控制场景。作为远程 I/O 与主站通信的关键组件，从站耦合器的性能、兼容性及配置效率直接影响整个系统的运行稳定性。魏德米勒 UR20-FBC-PN-IRT-V2 是 u-remote 系列中的高端总线耦合器产品，凭借其紧凑的模块化结构、高速实时通信能力以及灵活的扩展特性，成为众多工业现场的理想选择。本文将围绕该产品的典型应用、核心优势、接线方式和地址设置方法展开详细解析，帮助工程师高效完成项目部署。
1. 多行业适配：满足多样化的远程控制需求
UR20-FBC-PN-IRT-V2 支持 Profinet IRT 实时通信协议，并可搭配 u-remote 系列丰富的 I/O 模块，实现对多种工业场景的精准适配。尤其适用于需要高同步精度、强抗干扰能力和恶劣环境适应性的控制系统。
（1）环保设备控制——以工业除尘系统为例
应用场景说明： 在除尘器 PLC 控制架构中，该耦合器作为远程从站，集中采集现场数字量信号（如急停按钮状态、设备运行反馈、故障报警）和模拟量数据（包括差压值、轴承温度、变频器频率反馈），同时将主控PLC的指令准确下发至执行单元，如接触器、脉冲阀和变频器。
突出优势：
- 最多支持连接 64 个扩展模块，足以覆盖六气室除尘系统的全部提升阀（6 个）、脉冲阀（12 个）及多台电机的输入输出需求；
- 采用 Profinet IRT 技术，通信延迟极低，保障清灰动作的时间精确性（例如 200ms 脉冲宽度、15s 气室间隔）；
- 工作温度范围宽达 -20℃~60℃，具备良好的电磁兼容性，适应粉尘大、振动强的工况环境；
- 支持热插拔功能，可在不停机状态下更换故障模块，避免因维护导致环保排放超标。
（2）机器人与运动控制集成
应用场景说明： 在自动化生产线或多轴协同作业的机器人工作站中，此耦合器负责采集限位开关、安全光栅、编码器等传感器信号，并将主站发出的运动控制命令传输给伺服驱动器或气动元件，实现设备间的协调联动。
突出优势：
- Profinet IRT 提供高度确定性的数据传输，多轴同步误差不超过 1ms，确保动作一致性；
- 过程数据容量高达 1024 字节，满足复杂运动控制中大量信号交互的需求；
- 模块化设计允许自由组合数字量、模拟量及专用接口模块（如编码器模块），应对多样化控制逻辑；
- 支持冗余通信配置，防止单点链路失效引发整线停机，提升系统可用率。
（3）过程自动化领域——化工、电力与水处理
应用场景说明： 针对反应釜、锅炉、水泵站等连续生产系统，该耦合器用于远距离采集温度、压力、流量、液位等关键参数，并控制调节阀、风机、泵类执行机构，构建闭环控制回路。
突出优势：
- 兼容 4-20mA、PT100 等主流模拟量信号类型，适配各类工业传感器；
- 通信稳定可靠，确保工艺参数持续监控与控制指令及时响应；
- 通过 IECEx 和 ATEX 认证，可在易燃易爆危险区域安全使用；
- 内置 Web 服务器，支持远程访问诊断信息，减少现场巡检频次，降低运维中断风险。
（4）智能制造产线——汽车与3C电子制造
应用场景说明： 在汽车装配线或3C电子产品贴片线上，该耦合器作为分布式I/O节点部署于各个工位，采集夹具状态、零件到位信号，控制输送带、机械臂和电磁阀，实现工序间的无缝衔接。
突出优势：
- 超薄模块设计节省电柜空间，适合工位密集、布线紧凑的产线环境；
- 支持在线热插拔，更换模块不影响产线运行，满足7×24小时连续生产要求；
- 兼容西门子、施耐德、罗克韦尔等主流PLC品牌，便于与既有控制系统整合；
- 采用 PUSH IN 推入式接线技术，安装快捷，显著缩短调试周期，降低人工成本。
（5）物流自动化系统——仓储与输送网络
应用场景说明： 在智能仓储的AGV调度、立体库取货、输送线分拣等环节，该耦合器负责收集光电传感器、条码扫描仪、位置检测开关的状态，并控制输送电机、分拣气缸、升降平台等装置，推动货物高效流转。
突出优势：
- 低通信延迟特性使其能快速响应AGV的位置变化和调度指令，保障物流系统的实时性；
- 支持多级模块扩展，满足大型仓库多个输送段和分拣工位的I/O接入需求；
- 具有出色的抗振动和抗电磁干扰能力，适应电机频繁启停和高频电磁辐射环境；
- 配备Web服务器，支持远程参数配置与集中管理，提升物流系统整体运维效率。
2. 产品定位与模块架构概览
魏德米勒 UR20-FBC-PN-IRT-V2 定位于高性能 Profinet 远程I/O 耦合器，专为 demanding 工业环境设计。其核心功能在于实现主站PLC与现场I/O模块之间的高速、可靠数据交互。该设备采用标准导轨安装方式，前端集成状态指示灯与参数设置按钮，后端通过背板总线连接各类u-remote扩展模块，形成完整的分布式I/O系统。
作为u-remote系列的核心通信模块之一，它不仅支持标准Profinet通信，还具备IRT（等时实时）模式，适用于对时间同步要求严苛的应用场景。此外，设备提供丰富的诊断功能与网络配置选项，结合直观的Web界面，极大简化了现场调试与后期维护流程。
魏德米勒 UR20-FBC-PN-IRT-V2 是一款专为 Profinet IRT+RT 协议打造的远程 I/O 总线耦合器，具备 IP20 防护等级。其主要功能是作为 Profinet 从站，与魏德米勒 u-remote 系列 I/O 模块协同工作，构建灵活、可扩展的分布式控制单元。
核心技术参数概览
| 类别 | 关键参数 |
| 通信协议 | Profinet IRT+RT，支持 MRP 冗余协议 |
| 通信接口 | 2x RJ45 插头（100Mbit/s），Micro USB 2.0（配置接口） |
| 电源规格 | 24V DC（±20%/-15%），系统最大馈电电流 4A，输出回路最大馈电电流 10A |
| 扩展能力 | 最多支持 64 个 u-remote 系列模块，系统总线传输速率 48Mbit/s |
| 数据容量 | 过程数据 1024 Byte，参数数据 1485 Byte，诊断数据 1485 Byte |
| 物理特性 | 适配 TS 35 标准导轨，净重 247g，尺寸（宽 x 高 x 深）52mm×120mm×76mm |
| 连接方式 | PUSH IN 推入式接线，支持 0.14~1.5mm 固体线 / 细绞线（AWG 26~16） |
模块设计核心优势
紧凑型“三明治”模块化结构
采用业内超薄设计，显著减少机柜占用空间。结合无工具组装技术，实现模块快速堆叠与固定，大幅缩短现场安装时间。
内置 Web 服务器，简化调试流程
集成网络管理界面，无需额外软件即可完成地址设置、参数调整及故障排查，提升配置效率。
广泛环境适应性
工作温度范围为 -20℃ 至 60℃，存储温度可达 -40℃ 至 85℃，并具备 5Hz~150Hz 振动耐受和 15g 冲击防护能力，适用于电力、化工、制造等严苛工业场景。
高可靠性与冗余机制
支持 Profinet 系统冗余 S2 和 MRP 环网冗余，通信速率高达 100Mbit/s，过程数据容量达 1024 Byte，确保关键应用中系统的持续稳定运行。
全面国际认证保障
通过 CE、UL、IECEx、ATEX 等多项权威认证，符合 RoHS 环保要求，可在危险区域（HAZ. LOC.C1D2）安全部署使用。
u-remote 系统模块扩展生态
UR20-FBC-PN-IRT-V2 作为总线耦合器，需配合魏德米勒 u-remote 系列 I/O 模块共同构成完整的远程 I/O 解决方案。该扩展体系具有以下特点：
1. 灵活的模块扩展逻辑
通过 u-remote 系统总线连接各类扩展模块，涵盖数字量输入/输出、模拟量输入/输出以及特殊功能模块（如计数器、编码器接口），可根据实际需求自由组合。
最多可接入 64 个扩展模块，所有过程数据由耦合器统一上传至 Profinet 主站，无需额外通信配置，简化系统架构设计。
2. 高效的模块协同能力
所有模块均采用统一纤薄设计，堆叠安装后整体体积小，特别适合空间受限的控制柜应用。
各模块配备通道级状态指示灯和本地诊断功能，结合耦合器的 Web 服务器，可快速定位具体通道故障，降低维护难度与成本。
支持热插拔操作，更换扩展模块时无需停机，有效保障生产连续性和系统可用性。
3. 推荐配套组件
| 配件型号 | 名称与用途 | 订单号 |
| UR20-EBK-ACC | 终端支架，用于模块堆叠后的固定防护 | 1346610000 |
| UR20-SM-ACC | 防护盖，保护模块接口免受灰尘和误触碰 | 1339920000 |
| IE-USB-A-MICRO-1.8M | Micro USB 配置电缆（1.8m），用于耦合器与电脑直接连接配置 | 1487980000 |
| PZ 2.5 S | 压接工具，适配 0.14~2.5mm 线鼻子压接，确保接线可靠性 | 2903690000 |
| DEK 5/8-11.5 MC NE WS | 终端标记（5x8mm），用于线缆标识，支持快速安装 | 1341630000 |
接线图解析与实操规范
正确接线是保证从站设备稳定运行的关键环节，必须严格遵循接口定义、极性要求及布线标准。以下依据 UR20-FBC-PN-IRT-V2 的接口布局和典型应用场景，提供详细的接线指导。
1. 耦合器正面接口布局说明
设备正面按功能分区清晰标识，便于识别与操作：
- 顶部区域：配备两个 RJ45 接口（标注为 “LAN 1” 和 “LAN 2”），支持 Profinet 通信及网络冗余连接；
- 中部区域：设有 Micro USB 2.0 接口（标注为 “USB”），用于本地配置时与计算机直连；
- 底部区域：包含电源端子（L+ 为 24V+，M 为 0V）和系统总线接口。其中系统总线在模块堆叠后自动导通，无需手动接线。
2. 关键接线步骤与说明
（1）电源接线（必需连接）
接线目的：为耦合器及其所连接的扩展模块提供工作电源；
接线端子：L+（24V DC 正极）、M（24V DC 负极）；
接线规范：采用 PUSH IN 推入式连接，建议使用 0.14~1.5mm 规格的固体或细绞导线，确保接触可靠，避免松动。
使用 0.75~1.5mm 的铜芯导线，剥线长度控制在 8~10mm 范围内，可直接插入 PUSH IN 接线端子中完成连接。该端子无需螺丝紧固，通过按压即可实现自动锁紧；
接线时务必确保电源正负极正确连接，若极性接反可能导致内部保险丝熔断；
为提升系统抗干扰性能，建议在电源输入回路中串联一个 1A 的保险丝，并加装 EMC 滤波器（例如魏德米勒 DRM 20 C 1A）；
电源供电需满足纹波系数不超过 10%，以保证电压稳定可靠；
接线示意图：
[24V DC电源] 正极 → L+ 端子
[24V DC电源] 负极 → M 端子
Profinet 通信接线（主站连接）
接线目的：建立耦合器与 Profinet 主站（如西门子 S7-1500 PLC）之间的通信链路；
接口选择：可根据实际需求选用 LAN 1 或 LAN 2 接口。单链路应用下任选其一即可；若需实现冗余通信，则需同时连接两个接口；
线缆要求：应采用 Profinet 认证的工业以太网电缆（推荐型号：魏德米勒 IE FC 4x2x0.25），支持 Cat5e 或更高等级标准，且屏蔽层必须良好接地；
接线规范：
- 按照 T568B 标准进行网线制作，线序为：橙白→橙→绿白→蓝→蓝白→绿→棕白→棕；
- RJ45 水晶头建议选用魏德米勒专用插头（型号：1453500000），压接时注意确保屏蔽层与水晶头的接地片充分接触；
- 单段链路最大传输距离为 100 米，超出此范围应使用工业交换机进行信号中继；
- 对于 MRP 冗余网络配置，需将 LAN 1 和 LAN 2 分别连接至主站的两个独立以太网接口，实现链路热备；
接线示意图：
[Profinet主站以太网口] → LAN 1 端子（RJ45）
（冗余配置：[主站备用以太网口] → LAN 2 端子）
扩展模块接线（I/O 信号连接）
以下以典型数字量输入模块 UR20-16DI-DO-24DC-SC 与模拟量输入模块 UR20-4AI-4MA-12BIT 为例说明具体接线方式。
数字量输入模块（远程I/O UR20-16DI-P）：
端子功能包括 DI1~DI16（数字量输入通道）、L+（输入电源端）、M（公共参考端）；
默认采用漏型输入模式，接线方法为：传感器信号正极接入对应的 DI 通道，负极连接至 M 端子，同时将 L+ 端子连接至 24V 电源正极；
电源负极也应连接至模块 M 端子，实现共地连接；
接线示意图（以接近开关为例）：
[24V DC电源] 正极 → 模块L+ 端子
[接近开关] 信号输出 → DI1 端子
[接近开关] 负极 → 模块M 端子
[24V DC电源] 负极 → 模块M 端子（共地）
模拟量输入模块（UR20-4AI-4MA-12BIT）：
各通道采用差分输入设计，端子定义如下：AI1+、AI1- 对应第一通道，AI2+、AI2- 对应第二通道，依此类推；
支持 4-20mA 差分信号输入，变送器正极接 AIx+，负极接 AIx-；模块可提供内置 24V 馈电（可选），无需额外外接电源；
接线示意图（以差压变送器为例）：
[差压变送器] 信号+ → AI1+ 端子
[差压变送器] 信号- → AI1- 端子
（如变送器需外部供电，可从模块 L+ 端子引出 24V 电源）
配置接口接线（USB 连接）
接线目的：通过电脑与耦合器直连，用于设备地址设置、固件更新等操作；
线缆要求：必须使用魏德米勒原装 Micro USB 通信电缆（型号：IE-USB-A-MICRO-1.8M，订单号 1487980000）；
接线规范：
- 电缆一端插入电脑的 USB-A 接口，另一端接入耦合器上的 Micro USB 接口；
- 支持带电插拔，无需切断电源即可完成连接；
接线示意图：
[电脑USB-A接口] → 专用USB电缆 → [耦合器Micro USB接口]
接线关键注意事项
接地规范：整个系统的接地电阻应不大于 4Ω；所有屏蔽电缆的屏蔽层应在主站侧单点接地，禁止多点接地以防形成地环路干扰；
极性保护：电源及模拟量信号接线必须严格区分正负极，特别是数字量模块的 L+ 与 M 端子不得反接；
线缆分离：通信线缆、动力电缆和 I/O 信号线应分开敷设，相互间距建议保持在 10cm 以上，防止强电对弱电信号造成电磁干扰；
标识清晰：所有线路均应使用终端标记（例如 DEK 5/8-11.5 MC NE WS）标明通道编号和信号名称，便于后期维护与故障排查；
绝缘测试：接线完成后，需使用万用表检测电源端子与信号端子之间的绝缘电阻，阻值不得低于 1MΩ，避免发生短路或漏电事故；
五、Profinet 从站地址修改实操
UR20-FBC-PN-IRT-V2 支持 IP 地址与 Profinet 设备名称的配置，以下两种方法适用于不同调试环境，均基于设备自带功能实现，无需额外购买软件授权。
TIA Portal 集成配置法（适用于西门子主站系统）
当项目中使用西门子 PLC 作为 Profinet 主站时，可通过 TIA Portal 软件在线识别并配置从站参数，实现工程组态与地址设定的一体化操作。
在 TIA Portal 中打开项目并进入“在线访问”界面，右键选中当前使用的 Profinet 网卡，点击“更新可访问设备”。系统将自动搜索网络中的 UR20-FBC-PN-IRT-V2 耦合器，无论其使用的是默认 IP 地址还是已配置的静态地址。
从扫描结果中识别目标设备，可通过订单号 2566380000 或设备类型进行确认。找到后右键选择“分配 Profinet 设备名称”，输入自定义名称，并将其绑定至对应的子网中完成设备绑定操作。
修改 IP 地址
双击已绑定的设备，进入“设备配置”页面。展开“以太网接口”下的“IPv4 地址”选项，设置为“静态地址”模式，并填写所需的 IP 参数。
配置完成后，点击“加载到设备”，选择“仅加载更改”模式，等待系统将新设置下载至硬件。下载成功后，设备将以新的 IP 地址运行。
通信状态验证
地址更新完毕后，右键点击该设备，选择“在线诊断”功能。若显示“通信状态：已建立”，且过程数据能够正常读写，则表明 IP 修改已生效，通信链路稳定可靠。
工程实施关键建议
IP 与设备名唯一性保障
在同一个 Profinet 网络环境中，所有从站必须确保 IP 地址和 Profinet 设备名称的唯一性，防止与主站、其他从站或网络设备发生冲突。推荐预先规划专用地址段（例如 192.168.1.100～192.168.1.200），便于统一管理与后期维护。
模块固件兼容性检查
当扩展 u-remote 模块时，应确保各模块的固件版本与 UR20-FBC-PN-IRT-V2 耦合器相兼容。建议通过 Web 服务器界面统一查看并升级至最新版本，以避免因版本不匹配导致的功能异常。
规范接线要求
采用 PUSH IN 接线方式时，导线剥线长度应控制在 8～10mm 范围内，过长可能引发短路风险；对于细股绞合线，必须压接冷压端头，确保电气连接牢固、接触电阻低。
冗余通信结构设计
在高可用性要求的应用场景中，可启用 MRP（Media Redundancy Protocol）协议，部署两个耦合器构成冗余环网，有效防范单点故障引起的通信中断问题。
常见故障处理方法
若配置 IP 后无法建立通信，可登录设备的 Web 服务器，查阅“诊断日志”获取错误信息；如遗忘当前 IP 地址，可通过 Micro USB 接口连接设备并执行恢复出厂设置操作（恢复后默认 IP 为 192.168.1.202）。
抗干扰设计措施
工业现场布线时应尽量避开变频器、大功率电机等强电磁干扰源。Profinet 通信线缆及模拟量信号线均需使用屏蔽电缆，屏蔽层单端接地；电源输入端建议加装 EMC 滤波器，提升整体系统的抗干扰性能和运行稳定性。
魏德米勒 UR20-FBC-PN-IRT-V2 凭借其出色的模块化扩展能力、多场景适配性、高速实时通信支持以及标准化的接线设计，已成为工业自动化领域远程 I/O 架构的理想选择。无论是应用于环保设备、机器人控制系统，还是过程自动化与智能产线，该产品都能帮助工程师快速构建高效、可靠的控制网络。
京公网安备 11010802022788号
