现场总线技术特点Profibus诊断之双管齐下干扰处理之双刃剑

20世纪90年代以来,信息工业4C技术(Computer、Control、Communication、CRT)的高速发展,工业控制领域对控制范围和规模的不断扩大,对性能、信息量和实时性要求提高以及与控制、管理和决策相结合,现场总线技术随之而生,可以说现场总线是自动化发展的必然产物。现场总线是指安装在过程控制区域的现场设备与控制区域的中央控制系统进行数字式、串行、多点信息交换的数据总线。总线协议是现场总线的核心所在,总线协议技术是系统的,有完整的硬件和软件支持,能够形成系统和产品,总線协议の标准化は实现开放と互操作性を前提とする。

Profibus是在现场总線技術發展中,是应用最为广泛的一种,它由德国及欧洲国家公司為主導的一個國際組織所主導。Profibus總線通信模型参照ISO-OSI標準用于信息通信七层参考模型,并增添了面向用户的用户层,如图1所示,Profibus-DP将其简化为三层,只定义第一层(物理层)、第二层(数据链路层)和用户層。

故障及其原因分析

在Profibus總線網絡搭建與使用中,由於一些安装配置或電磁干擾等原因,在网络运行过程中会出现网络中断、通信性能下降等问题。这类故障通常可以分为物理故障和网络逻辑故障,其中大部分的是物理故障,如电缆布局不合理或者接地不规范引起的问题。

诊断方法

为了适应这种实际问题,一些诊断方法被开发出来,这些方法主要有:

通过站点状态指示灯及万用表等简单工具排查。

编程软件,如西门子STEP7软件及ABB ControlBuilder编程软件,可清楚显示整个网络拓扑结构。

诊断中继器及自带手持诊断设备,如西门子诊断中继器及BT200,此类设备对整个總線網絡有较为细致检测功能。

抓包软件,如Amprolyzer,用来评估通信质量。

综合性的诊断工具,如德国Comsoft公司NetTESTII或Softing公司PBT-5设备,可系统化测试Profibus网络,并且可记录检测数据生成报告。

综合性的诊断工具功能完善,但成本相对要高一些,但能有效排查现场 Profibus 网络故障,有条件工厂可选择综合性的诊斷工具,以保证正常生产需要,为企业节省时间并提高效益。

干扰处理

解决工程项目中的各种干扰需要根据实际情况综合考虑首先做好电缆布置工作,以及屏蔽工作。接着良好的接地措施也非常重要。此外,还需注意通讯接口固定,以及隔离性能好的设备选用,以减少信号干扰。此外,对于模拟信号大量使用模拟信号隔离器以抵抗干扰,也是一种常见的手段。在实际应用中这些措施共同作用,使得 Profibus 总线能够提供稳定、高效率、高可靠性的服务。

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