PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法.ppt

1、PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法,二零一二年六月十日,一.自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),執(zhí)行器-傳感器級(jí),現(xiàn)場級(jí),車間級(jí),工廠級(jí),AS-I,SINUMERIK, RCM-TI 505非西門子PLC,S7-300,S7-400,M7-400,OP,SIMATIC S5,PROFIBUS DP,ET 200B/L,ET 200C,DP/AS-I鏈接模塊,AS-I (執(zhí)行器-傳感器接口,AS-I子模塊,傳感器和執(zhí)行器,具有 AS-I ASIC的現(xiàn)場設(shè)備,AS-I電源,工業(yè)以太網(wǎng),PROFIBUS,MPI 網(wǎng)絡(luò),點(diǎn)對(duì)點(diǎn),PC, OS,PG,車間級(jí),AS-I級(jí),二.SIMATIC子網(wǎng)通信架構(gòu),現(xiàn)場級(jí),

2、三.PROFIBUS DP 系統(tǒng)簡介,PROFIBUS DP是現(xiàn)場總線的一種，采用主從的通訊方式，主 要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級(jí)智能主站與現(xiàn)場從站設(shè)備之間對(duì)時(shí)間要求嚴(yán) 格的循環(huán)高速數(shù)據(jù)通信傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息 并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比主站 （PLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和 報(bào)警處理,四.PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法,對(duì)PROFIBUS DP系統(tǒng)的故障診斷，主要有兩種故障診斷方式： 1.使用S7及應(yīng)用軟件工具對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析； 2.使用物理硬件工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)

3、行診斷分析,五.就上述兩種不同的診斷方式詳細(xì)介紹如下,1.使用STEP7及應(yīng)用軟件工具對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析 1.1.使用STEP7對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析,這種診斷分析方式的結(jié)構(gòu)示意圖大體如下,診斷選項(xiàng),診斷緩沖區(qū) 讀出,STEP 7軟件工具,從站上的LED,硬件診斷,啟動(dòng)信息 錯(cuò)誤OB,SFC 13 調(diào)用,用戶程序,診斷 FB 125,主站上的LED,1.1.1.主、從站模塊上的LED指示燈,這種方法主要是通過讀取主、從站模塊上的LED指示燈狀態(tài)， 來判斷故障原因及故障點(diǎn)，模塊上LED指示燈狀態(tài)與所代表的含 義及采取的可能處理方法具體如下： DP主站CPU上BUSF LED點(diǎn)亮/閃爍，實(shí)際故

4、障狀態(tài)如下圖所示,從指示燈的顯示情況推斷出可能發(fā)生的故障： 情況 1：總線故障 (硬件故障) 情況 2：DP接口故障 情況 3：DP主站模式下，波特率設(shè)置不當(dāng) 情況 4：DP總線線路發(fā)生故障如線路短路等。 可以采取的故障補(bǔ)救措施： 調(diào)用OB 86組織塊，這樣即使DP報(bào)故障，CPU也會(huì)處在RUN模式； 如果OB 86沒有加載，CPU將切換到STOP模式； 檢查DP總線電纜是否短路或斷路； 執(zhí)行STEP7診斷，通過診斷信息進(jìn)行有針對(duì)性的排查,DP從站上接口模塊上指示燈狀態(tài)： LED狀態(tài)： SF =滅 BF=滅 ON =滅 含義：接口模塊沒有電壓或者接口模塊存在硬件缺陷。 補(bǔ)救措施： 打開接口模塊的

5、24 V DC電源電壓。 LED狀態(tài)： SF =滅 BF=閃爍/點(diǎn)亮 ON =點(diǎn)亮 含義： 接口模塊組態(tài)錯(cuò)誤或者沒有模塊組態(tài)在DP主站 和接口模塊之間沒有數(shù)據(jù)通信。 原因： PROFIBUS DP地址錯(cuò)誤、組態(tài)錯(cuò)誤或者參數(shù)錯(cuò)誤。 補(bǔ)救措施： 檢查接口模塊。 檢查組態(tài)和參數(shù)。 檢查PROFIBUS地址,1.1.2.借助STEP7工具軟件進(jìn)行故障診斷分析,硬件診斷： 啟用CPU硬件診斷方法如下圖所示,點(diǎn)擊“Hardware Diagnostics”選項(xiàng)后將彈出如下畫面,通過選擇上圖“DP Slave Diagnostics”選項(xiàng)后，下面的窗口將 顯示出詳細(xì)的DP從站故障報(bào)警信息，包括組態(tài)不同、參數(shù)

6、錯(cuò)誤 等信息，通過詳細(xì)的故障信息，就可以采取相應(yīng)對(duì)策的解決方 法去處理，如檢查并重新下載硬件組態(tài)等補(bǔ)救方法,通過CPU診斷緩沖區(qū)讀取故障報(bào)警信息： 啟用CPU診斷緩沖區(qū)的方法如下圖所示,通過選擇上圖“Module Information”選項(xiàng)后，系統(tǒng)將彈出 以下模塊信息畫面,如果Profibus DP系統(tǒng)存在故障，上圖中診斷狀態(tài)將顯示為 故障報(bào)警，選擇圖中的“Diagnostic Buffer”選項(xiàng)，系統(tǒng)將顯示 出各項(xiàng)歷史事件及報(bào)警時(shí)刻的故障報(bào)警信息，點(diǎn)擊相應(yīng)的故障 報(bào)警記錄，則在下邊的對(duì)話框中詳細(xì)的顯示出此報(bào)警屬于何種 報(bào)警、報(bào)警從站地址（如果是從站故障）、排查及消除此故障 的方法及措施等，

7、維護(hù)人員就可以依據(jù)上述提示的信息內(nèi)容， 對(duì)應(yīng)信息來排查故障點(diǎn)，這種排查故障點(diǎn)的方法十分快速有效,常用來獲取故障信息的組織塊、系統(tǒng)功能及功能塊分別為 OB86、SFC13、FB125、FB126等，下面就幾個(gè)重要模塊進(jìn)行詳細(xì) 介紹： .組織塊OB86：如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)PROFIBUS DP錯(cuò)誤，則CPU 操作系統(tǒng)會(huì)調(diào)用OB86。在DP錯(cuò)誤出現(xiàn)以及消失時(shí)，系統(tǒng)也都會(huì) 調(diào)用OB86。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過OB86中的臨時(shí)變量數(shù)值的變 化，來獲取到底是主站還是從站發(fā)生故障。但是如果事先沒有 調(diào)用OB86，則當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，CPU會(huì)進(jìn)入STOP模式,1.1.3.通過編輯用戶程序來診斷系統(tǒng)故障,發(fā)生故障時(shí)

8、，OB86中臨時(shí)變量變化數(shù)值及所代表的含義如下,系統(tǒng)功能SFC13：通過使用SFC13“DPNRM_DG”讀出所指定的某 一個(gè)DP從站的詳細(xì)的診斷數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被正確傳送了之后， 將被輸入到指定的目的范圍區(qū)域。 *注意：SFC13必須在OB1“循環(huán)模式”下調(diào)用，因?yàn)橹挥羞@樣才 能確保結(jié)果數(shù)據(jù)完全被寫入,舉例：使用“SFC13 DPNRM”診斷特定的DP從站故障,W#16#7FC,系統(tǒng)將診斷數(shù)據(jù)存放在“RECORD”所指定的變量內(nèi)，然后通過讀 取變量每一位的“0”或“1”狀態(tài)，就可以詳細(xì)確定DP從站具體是 什么故障。診斷數(shù)據(jù)變量結(jié)構(gòu)及每一位所代表的故障含義如下 所示,站狀態(tài) 1,字節(jié) 0 字節(jié)

9、1 字節(jié) 2 字節(jié) 3 字節(jié) 4 字節(jié) 5,站狀態(tài) 2,站狀態(tài) 3,Profibus主站地址,制造商ID,制造商ID,指定ID,診斷,字節(jié) 6 字節(jié) 7 ： 字節(jié) 14,模塊狀態(tài),字節(jié) 15 ： ： 字節(jié) 34,功能塊FB125：通過FB125功能塊，也可以獲取從站節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤 或者故障的詳細(xì)信息，調(diào)用FB125(包括相同的背景數(shù)據(jù)塊和實(shí) 際的用戶操作數(shù))必須在OB1、OB82和OB86中執(zhí)行。FB125功能塊 的調(diào)用及程序編寫與SFC13類似，這里不再詳述。 1.2.使用AMPROLYZER應(yīng)用軟件工具來獲取故障診斷信息 西門子AMPROLYZER 軟件工具是一種對(duì)總線系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān) 控、并且?guī)?/p>

10、助我們實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄下在總線傳送或接收數(shù)據(jù)過 程中所發(fā)生的報(bào)警和錯(cuò)誤。它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多總線系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 狀態(tài)監(jiān)控功能,AMPROLYZER應(yīng)用軟件狀態(tài)監(jiān)控畫面如下圖所示,點(diǎn)擊上述畫面內(nèi)“Events”選項(xiàng)，將彈出以下畫面,上圖中紅色標(biāo)記框內(nèi)所記錄的數(shù)值表示為從站在接收和傳送 數(shù)據(jù)時(shí)所產(chǎn)生的診斷故障數(shù),2.使用物理硬件工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析 PROFIBUS DP系統(tǒng)硬件診斷工具主要有兩種：測試RS485總線 電纜的BT200檢測設(shè)備和診斷中繼器。 2.1.測試RS485總線電纜的BT200測試設(shè)備 BT200測試儀器如下圖所示,通過使用BT200可診斷三個(gè)方面內(nèi)容的功能： .測試PROFIBUS

11、 DP電纜： 電纜斷線/屏蔽故障 電纜之間或電纜和屏蔽層之間短路 在數(shù)據(jù)電纜斷線或短路情況下的故障定位 導(dǎo)致故障的反射的檢測 已安裝電纜的長度 .檢查DP從站的可訪問性： 可訪問從站的列表 單個(gè)從站的特定尋址,檢查主站和從站的RS 485接口： RS 485接口的好壞 顯示PROFIBUS DP站地址。 舉例：如顯示站地址并測試RS 485接口的好壞,2.2.診斷中繼器 診斷中繼器它作為一個(gè)RS 485中繼器集成在 PROFIBUS DP網(wǎng) 絡(luò)中，具有線路診斷的強(qiáng)大功能。診斷中繼器可以在工作過程 中快速定位出現(xiàn)在PROFIBUS DP上的線路故障。線路故障通過診 斷中繼器上的LED進(jìn)行指示。并且使用STEP 7可以執(zhí)行詳細(xì)診斷。 診斷中繼器實(shí)物圖及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示,診斷中繼器可以診斷以下幾種類型的故障：