[摘 要]針對(duì)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)在連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線上的使用現(xiàn)狀，闡述部分網(wǎng)絡(luò)器件的原理及使用方法，分析生產(chǎn)線常見的網(wǎng)絡(luò)故障、提出相應(yīng)解決方法，以及在日常網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)過程中所需注意事項(xiàng)。

[關(guān)鍵詞]Profibus-DP網(wǎng)絡(luò) 中繼器 放大信號(hào) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TD637 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）04-0006-01

前言：唐鋼冷軋2#連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線采用的是Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定與產(chǎn)品質(zhì)量息息相關(guān)，因此熟悉網(wǎng)絡(luò)器件的原理及正確掌握其使用方法、總結(jié)處理網(wǎng)絡(luò)故障的經(jīng)驗(yàn)尤為重要。

正文：Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)傳輸采用一種兩端有終端的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以確保在網(wǎng)絡(luò)通訊期間接入或斷開一個(gè)或多個(gè)站而不影響其它站的通訊。在整個(gè)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，起著至關(guān)重要作用的網(wǎng)絡(luò)器件是型號(hào)為6ES7972-0AA01-0XA0的西門子RS485中繼器。

RS485中繼器上下分為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)段，其中A1/B1和A1？/B1？是網(wǎng)絡(luò)段1的一個(gè)Profibus接口，A2/B2和A2？/B2？是網(wǎng)絡(luò)段2的一個(gè)Profibus接口，PG/OP接口屬于網(wǎng)絡(luò)段1。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，中繼器連接了網(wǎng)段1和網(wǎng)段2，由于中繼器內(nèi)部是隔離的，因而作為網(wǎng)段1來講，中繼器就是該網(wǎng)段的一個(gè)終端設(shè)備，終端電阻是為了消除在通訊電纜中的信號(hào)反射，當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)反射時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)就會(huì)混亂，最后導(dǎo)致DP站點(diǎn)通訊故障。在網(wǎng)段1中，應(yīng)該將Profibus網(wǎng)線接在A1/B1上，同時(shí)網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置為“On”；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上，同時(shí)終端電阻設(shè)置為“On”。其設(shè)置圖如下：

信號(hào)再生是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實(shí)現(xiàn)的，同一網(wǎng)段內(nèi)信號(hào)不能再生。兩個(gè)網(wǎng)段之間是物理隔離的，因而中繼器除了擴(kuò)展網(wǎng)段外，還有一個(gè)作用就是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離。中繼器雖然能起到延長總線的傳輸距離或者放大信號(hào)的作用，但在安裝位置上有著特殊的要求，在加裝RS485中繼器時(shí)，如果裝在離主站最近的位置，放大的可能是一個(gè)失真的信號(hào)，如果離主站太遠(yuǎn)，則有可能起不到放大信號(hào)的作用。因此中繼器一般加裝在DP網(wǎng)絡(luò)的中間部位效果最好，可以使用西門子總線測試儀對(duì)信號(hào)的衰減情況進(jìn)行測試，以便確定加裝位置。

生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)閃斷的情況，網(wǎng)絡(luò)閃斷主要是源于通訊硬件狀態(tài)不穩(wěn)定，我們只需觀察、判斷具體不穩(wěn)定的硬件設(shè)備，然后更換即可解決故障。但如果是由于干擾引起的網(wǎng)絡(luò)閃斷判斷故障點(diǎn)就不是很容易，我們將日常遇到的干擾類型總結(jié)如下：（如圖1）

1、電源干擾

在很多時(shí)候，由于電源引入的干擾而造成網(wǎng)絡(luò)閃斷的情況時(shí)有發(fā)生，控制系統(tǒng)一般都是直流24V電源供電，交流電源的絕緣損壞或者不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致低壓交流電竄入直流系統(tǒng)中，就會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)閃斷的情況，如果竄入的低壓交流電足夠大甚至?xí)龤ㄓ嵞K。

2、信號(hào)干擾

鍍鋅生產(chǎn)線的設(shè)備繁多，在電纜隧道中通訊電纜橋架和動(dòng)力電纜橋架難免有間距不達(dá)標(biāo)的地方，再加上一些負(fù)荷比較大的電機(jī)頻繁起停，極易引起動(dòng)力電纜產(chǎn)生的磁場迅速變化，從而對(duì)線路信號(hào)的傳輸產(chǎn)生干擾，達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致站點(diǎn)丟失甚至系統(tǒng)癱瘓。

3、負(fù)載干擾

在控制系統(tǒng)中，往往具有很多具備儲(chǔ)能特性的負(fù)載，由于沒有加裝信號(hào)隔離裝置或者浪涌吸收器，當(dāng)控制觸點(diǎn)切換時(shí)就將產(chǎn)生高于電源電壓數(shù)倍甚至數(shù)十倍的反電動(dòng)勢，這會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊。

4、接地干擾

PLC控制盤柜與大地之間存在著電位差，規(guī)范而良好的接地系統(tǒng)可以減少由于這種電位差而引起的干擾電流?；烊胄盘?hào)線與通訊線纜的干擾，可通過接地線引入大地，從而減少干擾的影響。不合格的地線和不規(guī)范的接地方式通常是引起接地干擾的重要原因。

產(chǎn)生干擾的原因雖然很多，成因也很復(fù)雜，但處理起來也不是沒有辦法，要想把一套設(shè)備建好、用好、維護(hù)好，恐怕我們還要從防治干擾的角度做好以下這幾方面的工作：

1、設(shè)備選型要規(guī)范

在設(shè)備選型時(shí)，一定要首選抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家信譽(yù)高、技術(shù)力量雄厚的企業(yè)。

2、采用高質(zhì)量的電源，有效抑制高頻諧波

采用高質(zhì)量的電源是抑制電網(wǎng)干擾的一種極其有效的方法?，F(xiàn)在常用的UPS和凈化電源裝置都具有很強(qiáng)的干擾隔離性能，所以根據(jù)現(xiàn)場情況加裝必要的電源隔離裝置，可以有效的抑制電網(wǎng)干擾，尤其是高頻諧波的干擾。

3、規(guī)范施工

在設(shè)備安裝調(diào)試階段，規(guī)范施工，避免動(dòng)力電纜與信號(hào)線（包括通訊線纜）在同一橋架內(nèi)或同一層內(nèi)混合鋪設(shè)、對(duì)重要部件及線纜進(jìn)行屏蔽接地處理、濾波處理，加裝隔離裝置等都能有效的抑制干擾的產(chǎn)生。

4、正確規(guī)范的安裝、使用地線

接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一，正確規(guī)范的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾。在Profibus-DP接頭安裝時(shí)，應(yīng)該確保屏蔽層被壓在插頭的金屬部分，不能將屏蔽層剝離的太長，這樣暴露在電磁空間中，容易成為受干擾的天線。同時(shí)需將Profibus-DP電纜在柜中余留比較長的，或者把通訊電纜打成環(huán)形捆的，分別剪切成合適的長度，否則此時(shí)如果有磁力線從環(huán)形中間穿過，根據(jù)右手定律，容易產(chǎn)生干擾信號(hào)，這樣會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用。經(jīng)過以上措施，基本可以消除干擾信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的影響。

5、必要時(shí)加裝信號(hào)中繼器

以上介紹的西門子RS485中繼器是一種很好的信號(hào)放大器，可以有效的保證信號(hào)傳輸質(zhì)量、提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

結(jié)束語：在實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)場中Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性還是比較高的，但是如果其網(wǎng)絡(luò)線路缺少終端、短路或者受到干擾甚至網(wǎng)絡(luò)硬件損壞也會(huì)出現(xiàn)閃網(wǎng)的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。在有些情況下由于網(wǎng)絡(luò)上某個(gè)子站參數(shù)配置或者硬件的問題，往往是該子站單獨(dú)出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到其他的子站和主站之間的通信。本文針對(duì)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)線路和中繼器的特性進(jìn)行了分析，列舉了在實(shí)際工作中常遇到的網(wǎng)絡(luò)故障，并給出解決辦法，交流經(jīng)驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]張志學(xué)、肖志懷、李朝暉：Profibus-DP總線技術(shù)介紹，電站系統(tǒng)工程，2001.

[3]西門子公司S7-400可編程控制器硬件和安裝手冊2007：157-169.

作者簡介

唐鋼自動(dòng)化公司，賈東光，性別：男，籍貫：河北唐山，出生年月：1982年4月，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：冶金自動(dòng)化。