DP總線故障診斷分析范文

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1前言

西門子PROFIBUSdp總線出現故障時，通訊就會時好時壞甚至完全中斷，而時好時壞是最難排查的。PROFIBUSDP總線故障主要體現在三方面，一是總線受外部干擾，二是DP插頭損壞，三是DP總線接地。

2PROFIBUSDP總線通訊網絡組成

PLC是控制核心，它要通過PROFIBUSDP總線收集現場各個ET站的信號，然后對這些信號進行處理，同時又向現場ET站發送指令。但DP總線的通訊又受到距離的限制，波特率在9.6到187.5kbit/s時，整個網絡的總線長度不能超過1000m，波特率在500kbit/s時，整個網絡的總線長度不能超過400m，波特率在1.5Mbit/s時，整個網絡的總線長度不能超過200m，波特率在3到12Mbit/s時，整個網絡的總線長度不能超過100m。

3DP總線布置要點

防干擾是DP總線布置的首要任務，因此，布置DP總線要注意以下幾點：（1）若現場有多層電纜橋架時，DP總線放在最上面一層，且這一層中不能有超過24VDC的電纜。（2）DP總線與其它動力電纜發生交叉時，一定不能纏繞在其它電纜上。（3）DP總線的敷設長度應盡量縮短，如有必要，在網段中間增加一個中繼放大器。

4故障分析

4.1總線受外部干擾若機組通訊時好時壞，我們首先要檢查PROFIBUSDP總線的屏蔽層是否與動力電纜連接在一起了，或者PROFIBUSDP總線環繞在動力電纜上了。（1）當DP總線的屏蔽層和動力電纜連接在一起時，DP總線的屏蔽層就會有和動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。只要有交流電流，就一定會產生磁場，磁場又會在DP總線上產生電動勢，這樣就嚴重影響了DP總線的正常通訊。（2）當DP總線環繞在動力電纜上時，動力電纜周圍會有漏磁。比如單股的220V交流動力電纜，當零線和火線不在一起時，其周圍會產生磁場，這個磁場同樣會在DP總線上產生一定的電動勢，影響DP總線。

4.2DP插頭損壞判斷DP插頭是否損壞，就要依據總線通訊原理來查。現場所有連接好的DP插頭都要拔掉，不能插在各個從站上。PROFIBUSDP總線必須按照如圖1的順序連接各個DP插頭：①每個DP插頭的內部電阻都是220Ω，且每個DP插頭都有一個撥碼開關，其中DP1、DP4的撥碼開關打到ON，其余三個都是打到OFF，則R處的電阻應為110Ω，即R處的電阻相當于DP1和DP4的2個220Ω的電阻并聯，而DP3、編碼器DP、DP2相當于A1、A2短接，B1、B2短接。相當于圖2示意圖。這就是一個完整的、正確的PROFIBUSDP網絡圖。②若把DP2打到ON，DP1、DP4為ON，編碼器DP、DP3為OFF，則相當于DP2的A1、B1之間串接了一個220Ω的電阻,且A1、A2之間完全斷開，B1、B2之間完全斷開。這樣，DP2就與其后的編碼器DP、DP3、DP4完全斷開了。則R處的電阻應為110Ω，即R處的電阻相當于DP1和DP2的2個220Ω的電阻并聯。相當于圖3示意圖。

4.3DP總線接地任何一段DP總線都會有破損而接地的時候。比如一節穿過移動拖鏈的DP總線，當拖鏈來回移動時，DP總線也隨之發生彎曲、延伸等。久而久之，DP總線的絕緣層就會老化、破皮，導致DP總線的銅絲和金屬拖鏈直接接觸。這時，雖然DP總線還是能夠通訊，但偶爾會中斷一下。DP總線接地如圖4所示。由于DP總線在正常通訊時，總線上是有一定電壓和電流的，一旦某一根網線接地，就會改變兩根總線之間的電壓。通過總線傳輸的數據信號就會發生波動，PLC就會報警。

5故障診斷注意事項

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

6現場故障及處理

在馬鋼硅鋼連退線正常生產的過程中，操作工反映通訊丟失，HMI畫面報“PROFIBUSERROR”故障；維護人員到達現場后，發現S7-400CPU報故障并自動將PLC狀態從運行切換為停止，將CPU狀態進行切換為運行后,PLC又可以重新使用。可是過了一段時間以后，再次發生相同故障。于是維護人員對西門子S7程序相關模塊程序進行檢查。首先，通過S7確定了可能發生故障的幾個站點，然后到現場逐一排查這幾個站點的PROFIBUS總線接口。經檢查發現，其中幾個站點9針插頭完好，并沒有氧化的情況，檢測接頭也是擰緊的狀態，與線纜連接牢固，接口正常。只有一處站點的PROFIBUS總線有破皮現象，維護人員對該段電纜進行了更換，故障隨后消除，系統恢復正常。從而判斷是因為破皮電纜導致該段總線接地，造成通訊偶爾發生中斷。

7結束語

在目前各個工廠的生產現場，都普遍使用DP總線替代普通電纜，尤其是帶DP接口的編碼器和其它傳感器。DP總線連接方便、簡潔，并且能夠大量的減少普通電纜的浪費。

作者：陸娟 單位：馬鋼原燃料采購中心