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《裝備制造技術雜志》2014年第九期

1PROFIBUS-DP總線技術

1.1PROFIBUS-DP總線特點（1）減少硬件成本，取代傳統的PLC與I/O設備間電纜。（2）快速，1000字節的輸入數據和1000字節的輸出數據傳輸時間﹤10ms（3）安裝簡單，維護方便，使用PROFIBUS診斷儀可迅速查找問題，排除故障。

1.2PROFIBUS-DP數據傳輸PROFIBUS-DP可實現主站-主站、主站-從站間數據傳輸，傳輸過程分為三個階段：參數化階段、配置比較階段、用戶數據傳輸階段。（1）PROFIBUS-DP按照主從方式完成數據通訊如圖4。（2）主站應知道所有從站的I/O配置信息，正常數據交換之前,主站要核對每個從站的配置。（3）主站與從站之間以固定長度的格式交換數據。（4）通常的總線循環周期在10ms左右。

1.3PROFIBUS-DP青島發動機工廠應用（1）傳統的集中型I/O控制方案如圖5所示。（2）青島發動機工廠采用以PROFIBUS-DP為代表的分散式I/O控制方案如圖6所示。傳統的集中I/O控制線路復雜，成本昂貴且不利于維修，將會逐步被分散式I/O控制方案所替代。

1.4Rx3i型PLC青島發動機工廠采用先進的Rx3i型PLC，其系統構成如圖7所示。PROFIBUS現場總線通訊模塊：1）PROFIBUS通訊模塊占用一個槽位，內置9針D型總線接口；2）支持PROFIBUSDP/DP-V1通訊協議；3）支持連接125個從站，每個從站可發送/接收244個字節；4）支持最多與CPU交換3584個字節的輸入數據和3584個字節的輸出數據；5）支持9.6k~12M波特率。

1.5PROFIBUSMasterModule（1）PROFIBUSMaster模塊IC695PBM300允許RX3iCPU通過PROFIBUS-DP網絡接收和發送數據。支持所有標準的數據速率；支持最大為3,584bytes輸入數據和輸出數據；支持最多125PROFIBUS-DP子站；每個子站最多244bytes輸入和輸出數據；SupportsSyncandFreezemodes；支持DP-V1讀，寫和報警；具有PROFIBUS網絡狀態指示。（2）PROFIBUS站點號（地址）設置方法（3）硬件設置：通過撥碼開關設置。

1.6中繼器（1）中繼器(REPEATOR)的作用是將傳輸信號放大、整形，中繼器的引入不可避免會引起位傳輸的延遲；（2）當網絡上設備太多、網絡總線太長，引起傳輸信號衰減嚴重時，就應該考慮使用中繼器；（3）中繼器兩邊的網段必須使用相同的波特率，青島發動機工廠使用中繼器如圖9所示。

2PROFIBUS-DP總線常見故障診斷

青島發動機工廠采用的PROFIBUS-DP現場總線，雖然總體布線簡單，維修方便，但是由于缺乏維修經驗及總線診斷設備，出現故障后往往需要花費大量時間來處理，下面來討論幾種常見故障分析。

2.1通訊干擾PROFIBUS-DP總線有三種運行狀態：綠色—正常；黃色—干擾；紅色—中斷總線狀態顯示黃色時解決此問題比較困難，為總線干擾，有以下幾種原因會導致此問題：（1）在連接9針連接器時屏蔽層沒有處理好；（2）PROFIBUS總線附近存在電磁干擾；（3）PROFIBUS總線破損等，當出現此問題時，機床操作面板會顯示黃色并（有中繼器的設備會發現中繼器的SF燈閃紅色），如圖10。

2.2通訊中斷通訊中斷即PROFIBUS數據中斷，因各通訊站點通過總線方式連接，例如當圖10中19站通訊中斷（顯示紅色）后，并不是所有站點都中斷，而是19站到54站全部顯示紅色，1站到18站能正常接收到令牌，根據圖4中主站與從站間通訊協議，當19站通訊中斷，問題可能出現在18站與19站間，也有可能是19站到20站，而不僅僅是19站出現問題才會導致通訊中斷。

3結束語

目前現場總線技術已經取得突飛猛進的發展，現場總線技術是現代化工廠的一個重要標志，它的先進程度決定了一個工廠的現代化水平，在PROFIBUS現場總線應用中，雖然許多因素影響其穩定性，但是隨著技術的發展，現場總線技術將被廣泛應用到各種領域。

作者：王偉曾憲獻劉海燕單位：上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司