profibus現(xiàn)場(chǎng)總線故障診斷與排除

1、Division - Name - Date - Language1ProfiBus現(xiàn)場(chǎng)總線及故障診斷與排除 主講：時(shí)向陽(yáng)主講：時(shí)向陽(yáng) Division - Name - Date - Language2三、三、S7S7組態(tài)配置組態(tài)配置四、常用診斷工具四、常用診斷工具一、一、ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述二、硬件構(gòu)成二、硬件構(gòu)成五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language31 1、總線、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？ProfibusProfi

2、bus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language42 2、現(xiàn)場(chǎng)總線、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)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、串行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)、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，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)。網(wǎng)絡(luò)。 什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language52 2、ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展歷程P

3、rofibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language62 2、ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線n 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。ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Nam

4、e - Date - Language72.1 Profibus2.1 Profibus組成組成ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language82.1.1 PROFIBUS-DPn 主站之間的通信為主站之間的通信為令牌方式令牌方式，主站與從站之間為，主站與從站之間為主從輪詢方式主從輪詢方式，以及這兩種，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），而它的邏輯令牌邏輯令牌只含只含有 一 個(gè)有 一 個(gè) 主 動(dòng) 令 牌主 動(dòng) 令 牌 （ 主 站 ） ， 這 樣

5、 的 網(wǎng) 絡(luò) 為（ 主 站 ） ， 這 樣 的 網(wǎng) 絡(luò) 為 純 主純 主 - - 從 系 統(tǒng)從 系 統(tǒng) 。ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language92.1.1 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP主站主站從站從站ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language102.1.2 PROFIBUS-PAPROFIBUS-DP主站主站從站從站DP/PA LinkDP/PA LinkPROFIBUS-PAPROFIBUS-PAProfibus

6、Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language112.1.3 PROFIBUS-FMS 主站 主站 主站 主站 主站 RS 485 up to 12MBit/s ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language122.2 Profibus2.2 Profibus協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu) FMS 設(shè)備設(shè)備 行規(guī)行規(guī) DP-行規(guī)行規(guī) PA-行規(guī)行規(guī) DP-擴(kuò)充功能擴(kuò)充功能 DP 基本功能基本功能 現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范 現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)鏈路 IEC 1

7、158-2 未用未用 RS-485/光纖光纖 用戶層用戶層 應(yīng)用應(yīng)用層層（7） (3)(6) 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路層層（2） 物理層（物理層（1） PROFIBUS 導(dǎo)則導(dǎo)則+行規(guī)行規(guī) EN 50 170 ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language132.3 Profibus2.3 Profibus傳輸技術(shù)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23431中繼器62613233一段最多32個(gè)站，兩端有終端n PROFIBUS總線使用兩端有終端的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？偩€使用兩端有終端的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。最多1

8、26個(gè)站ProfibusProfibus現(xiàn)場(chǎng)總線概述現(xiàn)場(chǎng)總線概述Division - Name - Date - Language14二、硬件構(gòu)成二、硬件構(gòu)成PROFIBUS-DP主站主站從站從站DP/PA DP/PA LinkLinkPROFIBUS-PAPROFIBUS-PA主站從站通訊介質(zhì)及接口硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language151、主站、主站硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language162、從站、從站硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language173、通訊介質(zhì)

9、及接口、通訊介質(zhì)及接口硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language183.1通訊介質(zhì)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)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language193.1通訊介質(zhì)通訊介質(zhì)通訊介質(zhì)RS485電纜光纖無(wú)線 波特率kbps9.693.75187.55001500300012000A型電纜長(zhǎng)度m12001000400200100B型電纜長(zhǎng)度m120060020070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)

10、絡(luò)結(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 線性拓?fù)?星形拓?fù)?冗余光纖環(huán)網(wǎng)硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language203.2接頭接頭n 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-D female的接口。 電纜夾 終端電阻開(kāi)關(guān) 硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language213.2接頭接頭n 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）

11、。硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language223.2接頭接頭硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language233.3終端電阻終端電阻n 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=390 123數(shù)據(jù)線B45 GND6 +5v78 數(shù)據(jù)線A9硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成offonABABDivision - Name - Date - Language243.4中繼器中繼器硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Divi

12、sion - Name - Date - Language253.4中繼器中繼器n 連接方式站1中繼器2343162343332n 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，分為兩段n 中繼器作為每段的終端，終端電阻均需置為“ON”n 可進(jìn)行信號(hào)放大n 網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng)n 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)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language263.4中繼器中繼器n 連接方式中繼器123031123031n 兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)n 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”n 信號(hào)不能放大n 網(wǎng)絡(luò)不能延長(zhǎng)n 兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間電氣隔離硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - D

13、ate - Language273.5耦合器耦合器n DP與PA網(wǎng)絡(luò)之間的耦合。n IM153-2;IM157等n 符合DP規(guī)范硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language283.6PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)則網(wǎng)絡(luò)安裝規(guī)則硬件構(gòu)成硬件構(gòu)成Division - Name - Date - Language29三、三、S7組態(tài)配置組態(tài)配置利用Step7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)Division - Name - Date - Language301、 主站（主站（CPUCPU）通過(guò)）通過(guò)DPDP接口連接遠(yuǎn)程接口連接遠(yuǎn)程I/OI/O站站 S7S7組態(tài)配置組態(tài)配置Divis

14、ion - Name - Date - Language312、主站之間主從通訊、主站之間主從通訊S7S7組態(tài)配置組態(tài)配置Division - Name - Date - Language322、主站之間主從通訊、主站之間主從通訊 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系S7S7組態(tài)配置組態(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Division - Name - Date - Language33三、三、S7組態(tài)配置組態(tài)配置Division - Name - Date - Language34四、常用診斷工具四、常用診斷工具Division -

15、 Name - Date - Language35四、常用診斷工具四、常用診斷工具1、BT200BT200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.Division - Name - Date - Language362、示波器、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)。常用診斷工具常用診斷工具Division - Name - Date - Language373、S7編程工具編程工具STEP7等編程工具也可以做為網(wǎng)絡(luò)診斷的一種工具。在

16、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。常用診斷工具常用診斷工具Division - Name - Date - Language383、S7編程工具編程工具另外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C

17、P443-5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

18、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。常用診斷工具常用診斷工具Division - Name - Date - Language394、PROFITRACEn 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。n 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。常用診斷工具常用診斷工具Division - Name - Date - Language40五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language41五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language42五、故障