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1前言

西門(mén)子PROFIBUSdp總線(xiàn)出現(xiàn)故障時(shí)，通訊就會(huì)時(shí)好時(shí)壞甚至完全中斷，而時(shí)好時(shí)壞是最難排查的。PROFIBUSDP總線(xiàn)故障主要體現(xiàn)在三方面，一是總線(xiàn)受外部干擾，二是DP插頭損壞，三是DP總線(xiàn)接地。

2PROFIBUSDP總線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)組成

PLC是控制核心，它要通過(guò)PROFIBUSDP總線(xiàn)收集現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)ET站的信號(hào)，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，同時(shí)又向現(xiàn)場(chǎng)ET站發(fā)送指令。但DP總線(xiàn)的通訊又受到距離的限制，波特率在9.6到187.5kbit/s時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總線(xiàn)長(zhǎng)度不能超過(guò)1000m，波特率在500kbit/s時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總線(xiàn)長(zhǎng)度不能超過(guò)400m，波特率在1.5Mbit/s時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總線(xiàn)長(zhǎng)度不能超過(guò)200m，波特率在3到12Mbit/s時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的總線(xiàn)長(zhǎng)度不能超過(guò)100m。

3DP總線(xiàn)布置要點(diǎn)

防干擾是DP總線(xiàn)布置的首要任務(wù)，因此，布置DP總線(xiàn)要注意以下幾點(diǎn)：（1）若現(xiàn)場(chǎng)有多層電纜橋架時(shí)，DP總線(xiàn)放在最上面一層，且這一層中不能有超過(guò)24VDC的電纜。（2）DP總線(xiàn)與其它動(dòng)力電纜發(fā)生交叉時(shí)，一定不能纏繞在其它電纜上。（3）DP總線(xiàn)的敷設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短，如有必要，在網(wǎng)段中間增加一個(gè)中繼放大器。

4故障分析

4.1總線(xiàn)受外部干擾若機(jī)組通訊時(shí)好時(shí)壞，我們首先要檢查PROFIBUSDP總線(xiàn)的屏蔽層是否與動(dòng)力電纜連接在一起了，或者PROFIBUSDP總線(xiàn)環(huán)繞在動(dòng)力電纜上了。（1）當(dāng)DP總線(xiàn)的屏蔽層和動(dòng)力電纜連接在一起時(shí)，DP總線(xiàn)的屏蔽層就會(huì)有和動(dòng)力電纜上一樣的交流電壓，甚至還有交流電流從屏蔽層上流過(guò)。只要有交流電流，就一定會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又會(huì)在DP總線(xiàn)上產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這樣就嚴(yán)重影響了DP總線(xiàn)的正常通訊。（2）當(dāng)DP總線(xiàn)環(huán)繞在動(dòng)力電纜上時(shí)，動(dòng)力電纜周?chē)鷷?huì)有漏磁。比如單股的220V交流動(dòng)力電纜，當(dāng)零線(xiàn)和火線(xiàn)不在一起時(shí)，其周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)同樣會(huì)在DP總線(xiàn)上產(chǎn)生一定的電動(dòng)勢(shì)，影響DP總線(xiàn)。

4.2DP插頭損壞判斷DP插頭是否損壞，就要依據(jù)總線(xiàn)通訊原理來(lái)查。現(xiàn)場(chǎng)所有連接好的DP插頭都要拔掉，不能插在各個(gè)從站上。PROFIBUSDP總線(xiàn)必須按照如圖1的順序連接各個(gè)DP插頭：①每個(gè)DP插頭的內(nèi)部電阻都是220Ω，且每個(gè)DP插頭都有一個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)，其中DP1、DP4的撥碼開(kāi)關(guān)打到ON，其余三個(gè)都是打到OFF，則R處的電阻應(yīng)為110Ω，即R處的電阻相當(dāng)于DP1和DP4的2個(gè)220Ω的電阻并聯(lián)，而DP3、編碼器DP、DP2相當(dāng)于A1、A2短接，B1、B2短接。相當(dāng)于圖2示意圖。這就是一個(gè)完整的、正確的PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)圖。②若把DP2打到ON，DP1、DP4為ON，編碼器DP、DP3為OFF，則相當(dāng)于DP2的A1、B1之間串接了一個(gè)220Ω的電阻,且A1、A2之間完全斷開(kāi)，B1、B2之間完全斷開(kāi)。這樣，DP2就與其后的編碼器DP、DP3、DP4完全斷開(kāi)了。則R處的電阻應(yīng)為110Ω，即R處的電阻相當(dāng)于DP1和DP2的2個(gè)220Ω的電阻并聯(lián)。相當(dāng)于圖3示意圖。

4.3DP總線(xiàn)接地任何一段DP總線(xiàn)都會(huì)有破損而接地的時(shí)候。比如一節(jié)穿過(guò)移動(dòng)拖鏈的DP總線(xiàn)，當(dāng)拖鏈來(lái)回移動(dòng)時(shí)，DP總線(xiàn)也隨之發(fā)生彎曲、延伸等。久而久之，DP總線(xiàn)的絕緣層就會(huì)老化、破皮，導(dǎo)致DP總線(xiàn)的銅絲和金屬拖鏈直接接觸。這時(shí)，雖然DP總線(xiàn)還是能夠通訊，但偶爾會(huì)中斷一下。DP總線(xiàn)接地如圖4所示。由于DP總線(xiàn)在正常通訊時(shí)，總線(xiàn)上是有一定電壓和電流的，一旦某一根網(wǎng)線(xiàn)接地，就會(huì)改變兩根總線(xiàn)之間的電壓。通過(guò)總線(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)就會(huì)發(fā)生波動(dòng)，PLC就會(huì)報(bào)警。

5故障診斷注意事項(xiàng)

（1）PROFIBUSDP總線(xiàn)的兩端DP插頭必須打到ON，中間的都要打到OFF。（2）連接DP插頭的總線(xiàn)順序不能出錯(cuò)，每個(gè)DP插頭都是A1、B1進(jìn)，A2、B2出。（3）總線(xiàn)屏蔽層要有效接地，總線(xiàn)不能和任何動(dòng)力電纜纏繞在一起。

6現(xiàn)場(chǎng)故障及處理

在馬鋼硅鋼連退線(xiàn)正常生產(chǎn)的過(guò)程中，操作工反映通訊丟失，HMI畫(huà)面報(bào)“PROFIBUSERROR”故障；維護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，發(fā)現(xiàn)S7-400CPU報(bào)故障并自動(dòng)將PLC狀態(tài)從運(yùn)行切換為停止，將CPU狀態(tài)進(jìn)行切換為運(yùn)行后,PLC又可以重新使用。可是過(guò)了一段時(shí)間以后，再次發(fā)生相同故障。于是維護(hù)人員對(duì)西門(mén)子S7程序相關(guān)模塊程序進(jìn)行檢查。首先，通過(guò)S7確定了可能發(fā)生故障的幾個(gè)站點(diǎn)，然后到現(xiàn)場(chǎng)逐一排查這幾個(gè)站點(diǎn)的PROFIBUS總線(xiàn)接口。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，其中幾個(gè)站點(diǎn)9針插頭完好，并沒(méi)有氧化的情況，檢測(cè)接頭也是擰緊的狀態(tài)，與線(xiàn)纜連接牢固，接口正常。只有一處站點(diǎn)的PROFIBUS總線(xiàn)有破皮現(xiàn)象，維護(hù)人員對(duì)該段電纜進(jìn)行了更換，故障隨后消除，系統(tǒng)恢復(fù)正常。從而判斷是因?yàn)槠破る娎|導(dǎo)致該段總線(xiàn)接地，造成通訊偶爾發(fā)生中斷。

7結(jié)束語(yǔ)

在目前各個(gè)工廠(chǎng)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，都普遍使用DP總線(xiàn)替代普通電纜，尤其是帶DP接口的編碼器和其它傳感器。DP總線(xiàn)連接方便、簡(jiǎn)潔，并且能夠大量的減少普通電纜的浪費(fèi)。

作者：陸娟 單位：馬鋼原燃料采購(gòu)中心