一、为什么需要“光”
在电磁干扰强烈、距离跨度大或安全性要求高的工业现场，传统铜缆的速率、抗扰及传输距离往往成为瓶颈。西门子将光纤接口深度融入 PLC、分布式 I/O 与网络组件，使控制信号在“光”中完成长距离、高带宽、无干扰的传递。
二、主流光纤接口产品族
1.集成光纤口的通信模块
• S7-300/400 系列：CP342-5 FO、CP443-5 FO 直接在模块尾部标识“FO”，支持塑料光纤（≤50 m）与 PCF 光纤（≤300 m）[1]。
• S7-1500 系列：IM153-2 FO 作为远程 I/O 接口，可构建光纤型 PROFIBUS-DP 总线，单段最长 300 m[1]。
2.PROFIBUS 光电转换模块（OLM）
OLM/P11、OLM/G12 等采用 BFOC 接头，可组线型、星型或冗余环网。玻璃多模光纤最远 3 km，单模光纤可达 15 km，速率 9.6 kbit/s–12 Mbit/s 自适应，支持冗余电源与信号触点诊断[4][11]。
3.PROFINET 光纤接口模块
ET200S、ET200SP 系列通过“BA”总线适配器（Bus Adapter）灵活搭配光口：
– BA 2×LC、BA 2×FC、BA SCRJ/FC 等，支持线性或环型拓扑，内置
4.工业以太网交换机
SCALANCE X204-2FM、X308-2 等提供 2–4 个百兆/千兆光口（BFOC 或 SC），工作温度 −40 ℃+60 ℃，配置数据可备份于 C-Plug，实现秒级换机[6][7]。
三、光纤类型与接头选型
塑料光纤（POF, 980/1000 µm）：柔韧、低成本，适用于柜内或相邻机柜 <80 m。
PCF 光纤（200/230 µm）：折中方案，现场可装配 BFOC，距离 <400 m。
多模玻璃光纤（50/125 µm 或 62.5/125 µm）：主干线路，<3 km，需熔接或成品尾纤。
单模光纤（10/125 µm）：特长距离 <15 km，仅 OLM G12-1300 等支持，需定制[4][8]。
接头方面，PROFIBUS 以 BFOC（也称 ST 型）为主；PROFINET 交换机则出现 LC、SC、SCRJ 等卡扣或推拉式接口，与 IT 标准兼容，方便与厂区骨干网对接[9]。
四、典型应用场景
• 隧道/轨道交通：OLM 冗余环网，单段 15 km，实现隧道内 PLC 与中控室无缝通信。
• 大型物流仓储：ET200SP 通过 BA 2×LC 构成光纤 RING，降低 EMC 干扰，提高堆垛机定位实时性。
• 高压变频柜：罗宾康 A1A461D85.00M 光纤接口板，2.4–10 kV 环境下以 10 Gbps 速率传递多通道同步信号，彻底隔离高低压[10]。
五、设计要点与维护建议
1.链路预算：按“模块发射功率 – 接收灵敏度 – 接头损耗 – 光纤衰减”四步计算，确保余量 ≥3 dB。
2.弯曲半径：玻璃光纤动态 ≥30 mm，静态 ≥15 mm；POF 可适当减小但需避开锐边。
3.接头清洁：使用无尘纸＋酒精单向擦拭，防止灰尘导致 2–3 dB 额外损耗。
4.诊断工具：OLM 面板的测量孔可实时监测接收光电压，<100 mV 视为临界，需提前更换光缆或接头。
5.冗余策略：关键环网采用“双光纤+双电源+双控制器”架构，切换时间 <200 ms，满足过程控制级零中断需求。
从早期 PROFIBUS 的“FO”尾缀，到今日 PROFINET 的模块化光口，西门子已将光纤接口沉淀为标准化、系列化的基础设施。随着工业 4.0 推进，TSN、千兆环网及 OPC UA over 5G 等新技术将进一步放大光纤的低延迟、高带宽优势。掌握光纤接口的选型、布线、诊断与冗余设计，已成为自动化工程师的必备技能。让信号在光中奔跑，为数字化工厂铺设一条稳定而迅捷的“光速”大道。
