profibus現(xiàn)場(chǎng)總線故障診斷與排除

ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線及故障診斷與排除,主講：時(shí)向陽(yáng),三、S7組態(tài)配置,四、常用診斷工具,一、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,二、硬件構(gòu)成,五、故障案例分析,1、總線,總線：Bus，是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束。,什么是總線？,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2、現(xiàn)場(chǎng)總線,現(xiàn)場(chǎng)總線：是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。,什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線,發(fā)展歷程,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線,作為眾多現(xiàn)場(chǎng)總線家族的成員之一，ProfiBus是在歐洲工業(yè)界得到最廣泛應(yīng)用的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國(guó)際上通用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之一。ProfiBus是屬于單元級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的SIMITAC網(wǎng)絡(luò)，適用于傳輸中、小量的數(shù)據(jù)。其開(kāi)放性可以允許眾多的廠商開(kāi)發(fā)各自的符合ProfiBus協(xié)議的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以連接在同一個(gè)ProfiBus網(wǎng)絡(luò)上。,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.1Profibus組成,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.1.1PROFIBUS-DP,主站之間的通信為令牌方式，主站與從站之間為主從輪詢方式，以及這兩種方式的混合。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有若干個(gè)被動(dòng)節(jié)點(diǎn)（從站），而它的邏輯令牌只含有一個(gè)主動(dòng)令牌（主站），這樣的網(wǎng)絡(luò)為純主-從系統(tǒng)。,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.1.1PROFIBUS-DP,PROFIBUS-DP,主站,從站,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.1.2PROFIBUS-PA,PROFIBUS-DP,主站,從站,PROFIBUS-PA,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.1.3PROFIBUS-FMS,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.2Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu),Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,2.3Profibus傳輸技術(shù),中繼器沒(méi)有站地址，被計(jì)算在每段的最多站數(shù)中。,站1,中繼器,2,3,4,31,中繼器,62,61,32,33,一段最多32個(gè)站，兩端有終端,PROFIBUS總線使用兩端有終端的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。,最多126個(gè)站,Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述,二、硬件構(gòu)成,主站,從站,通訊介質(zhì)及接口,硬件構(gòu)成,1、主站,硬件構(gòu)成,2、從站,硬件構(gòu)成,3、通訊介質(zhì)及接口,硬件構(gòu)成,3.1通訊介質(zhì),通訊介質(zhì),RS485電纜,PROFIBUS(類型1)介質(zhì)是一根屏蔽雙絞電纜，屏蔽可以提高電磁兼容(EMC)能力。,硬件構(gòu)成,3.1通訊介質(zhì),通訊介質(zhì),RS485電纜,光纖,無(wú)線,特點(diǎn)：長(zhǎng)距離戶外鋪設(shè)抗電磁兼容的環(huán)境設(shè)備：OLM和OBT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接線性拓?fù)湫切瓮負(fù)淙哂喙饫w環(huán)網(wǎng),硬件構(gòu)成,3.2接頭,PROFIBUS插頭用于連接PROFIBUS電纜和PROFIBUS的站點(diǎn)，接口是RS485串口，一般采用SUB-Dfemale的接口。,硬件構(gòu)成,3.2接頭,每個(gè)物理網(wǎng)段支持32個(gè)物理設(shè)備，且在物理網(wǎng)段終端的站點(diǎn)應(yīng)該設(shè)置終端電阻,防止浪涌保證通訊質(zhì)量。而每個(gè)PROFIBUS插頭上，都內(nèi)置了終端電阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）。,硬件構(gòu)成,3.2接頭,硬件構(gòu)成,3.3終端電阻,PROFIBUS電纜的兩端應(yīng)該連接終端電阻。終端電阻是為了消除在通信電纜中的信號(hào)反射在通信過(guò)程中，有兩種原因?qū)е滦盘?hào)反射:阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配。,Ru=390,Rt=220,Rd=390,1,2,3數(shù)據(jù)線B,4,5GND,6+5v,7,8數(shù)據(jù)線A,9,硬件構(gòu)成,off,on,A,B,A,B,3.4中繼器,硬件構(gòu)成,3.4中繼器,連接方式,站1,中繼器,2,3,4,31,62,34,33,32,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，分為兩段中繼器作為每段的終端，終端電阻均需置為“ON”可進(jìn)行信號(hào)放大網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng)每段中，中繼器均作為一個(gè)站點(diǎn)，可不分配地址,硬件構(gòu)成,3.4中繼器,連接方式,中繼器,1,2,30,31,1,2,30,31,兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中繼器作為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)站點(diǎn)，終端電阻均需置為“ON”信號(hào)不能放大網(wǎng)絡(luò)不能延長(zhǎng)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間電氣隔離,硬件構(gòu)成,3.5耦合器,DP與PA網(wǎng)絡(luò)之間的耦合。IM153-2;IM157等符合DP規(guī)范,硬件構(gòu)成,3.6PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)則,硬件構(gòu)成,三、S7組態(tài)配置,利用Step7軟件進(jìn)行硬件組態(tài),1、主站（CPU）通過(guò)DP接口連接遠(yuǎn)程I/O站,S7組態(tài)配置,2、主站之間主從通訊,S7組態(tài)配置,2、主站之間主從通訊,地址對(duì)應(yīng)關(guān)系,S7組態(tài)配置,主站,從I10.0開(kāi)始的4個(gè)字節(jié),從Q10.0開(kāi)始的4個(gè)字節(jié),從Q20.0開(kāi)始的4個(gè)字節(jié),從I20.0開(kāi)始的4個(gè)字節(jié),從站,三、S7組態(tài)配置,四、常用診斷工具,四、常用診斷工具1、BT200,BT200是西門了的提供的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)診斷設(shè)備，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)距離檢測(cè)，網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量的檢查(比如斷線、短路等等)，常用于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工布線階段.,2、示波器,示波器常常用于檢測(cè)PROFIBUS通訊的波形，一般用于項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊信號(hào)質(zhì)量的檢測(cè)。,常用診斷工具,3、S7編程工具,STEP7等編程工具也可以做為網(wǎng)絡(luò)診斷的一種工具。在STEP7軟件中，提供了“在線診斷”的功能，可以實(shí)時(shí)的對(duì)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行最直接的診斷。比如:哪些從站出現(xiàn)故障，可在STEP7的診斷緩沖區(qū)中直接得到故障信息，因此一般用于項(xiàng)目調(diào)試過(guò)程中以及項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)診斷。,常用診斷工具,3、S7編程工具,另外STEP7還提供了一些PROFIBUS的診斷功能塊，比如FB125/FC125等.CHECK_ACTIVE:為1時(shí)開(kāi)始檢測(cè)從站。EXTERNAL_DP_INTERFACE:選擇DP主站的接口，0表示集成在CPU上的DP主站，1表示外部DP主站接口，如CP443-5等。DP_MASTERSYSTEM:PROFIBUS的ID號(hào)，在硬件組態(tài)中可以查看到,數(shù)據(jù)類型為INT。DATA_FIELD:50個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)區(qū)，僅供FC125內(nèi)部使用，數(shù)據(jù)類型為POINTER。SUM_SLAVES_DIAG:從站診斷的總數(shù)，數(shù)據(jù)類型為INT。LIST_SLAVES_NOT_PRESENT:檢查到丟失的從站（軟件已經(jīng)組態(tài)但是現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有連接硬件），16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)區(qū)，每一個(gè)數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)一個(gè)從站，置1表示一個(gè)從站丟失，如果丟失的從站返回或維修好，相對(duì)應(yīng)的位復(fù)位。數(shù)據(jù)類型為POINTER。LIST_SLAVES_ERROR:故障的從站（部分模塊有故障，其他模塊可以連續(xù)運(yùn)行），16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)區(qū)，每一個(gè)數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)一個(gè)從站，置1表示一個(gè)從站故障，如果故障的從站返回或維修好，相對(duì)應(yīng)的位復(fù)位。數(shù)據(jù)類型為POINTER。RETVAL:調(diào)用FC125時(shí)的狀態(tài)返回值，數(shù)據(jù)類型為INT。BUSY:為1表示當(dāng)前正在執(zhí)行。,常用診斷工具,4、PROFITRACE,ProfiTrace將所有主要工具，如分析儀，示波器，條線圖及DP-VO/V1主站集成為一體。常見(jiàn)問(wèn)題如噪音，反射，電壓下降，終端器問(wèn)題，雙地址，斷線及組態(tài)等都可以很容易地檢測(cè)出來(lái)。偶爾出現(xiàn)的問(wèn)題如過(guò)沖，錯(cuò)誤報(bào)文，重試及診斷也可以很容易地被捕捉。,常用診斷工具,五、故障案例分析,五、故障案例分析,五、故障案例分析,五、故障案例分析,修改重試限制可解決大部分網(wǎng)路閃斷問(wèn)題，但，是臨時(shí)性的，最終還是要從電纜、接線、干擾、終端等方面著手解決。,五、故障案例分析,五、故障案例分析,故障點(diǎn)確定：二分法,CPU,電阻,Na,Nb,電阻,將CPU和最后一個(gè)站點(diǎn)中間的一個(gè)站點(diǎn)定義為B，CPU定義為A,將B的終端電阻撥到ON，將網(wǎng)絡(luò)分為二,確定故障點(diǎn)或段,進(jìn)行相應(yīng)的處理。,1故障在B以后。2將B站點(diǎn)定義為A。3將A的終