Profibus—DP網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)常見故障淺析

宋曉靜

摘 要 本文介紹了河鋼承鋼公司工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域使用最廣泛的通信方式Profibus-DP網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)常見故障的解決防范。

關(guān)鍵詞 Profibus-DP網(wǎng)；工業(yè)以太網(wǎng)；常見故障

前言

Profibus-DP網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)一直順應(yīng)著分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展著，近些年隨著工藝與技術(shù)的發(fā)展工業(yè)以太網(wǎng)的使用優(yōu)勢(shì)有著取代Profibus-DP網(wǎng)的態(tài)勢(shì)，但是在工業(yè)特種環(huán)境下，Profibus-DP網(wǎng)穩(wěn)定的性能及成熟的技術(shù)使其還一直活躍在河鋼承鋼公司生產(chǎn)線上，這就要求自動(dòng)化電氣維護(hù)人員對(duì)這兩種通訊方式都能有著充分的了解，才能在日常維護(hù)和處理故障過程中游潤(rùn)有余。

1 Profibus-DP網(wǎng)故障處理

1.1 網(wǎng)絡(luò)故障判斷依據(jù)

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)設(shè)備不能動(dòng)作或操作指令沒有反應(yīng)時(shí)，先確認(rèn)操作指令或傳動(dòng)設(shè)備是否通過DP網(wǎng)絡(luò)傳送，檢查PLC的DP模板是否報(bào)通訊故障。

（1）網(wǎng)卡狀態(tài)檢查

① 觀察PLC上的CPU網(wǎng)卡狀態(tài)

1BF燈變紅表示DP總線1網(wǎng)絡(luò)故障；

2BF燈變紅表示DP總線2網(wǎng)絡(luò)故障。

② 觀察傳動(dòng)裝置網(wǎng)卡上的3個(gè)狀態(tài)燈

紅燈閃爍：CBP板運(yùn)行，電壓正常；

黃燈閃爍：與裝置交換無故障數(shù)據(jù)；

綠燈閃爍：通過PROFIBUS傳輸無故障的過程數(shù)據(jù)。

紅燈滅或亮：CBP卡斷電，更換CBP網(wǎng)卡或裝置；

黃燈滅或亮：無法與裝置交換數(shù)據(jù)；

綠燈滅或亮：無法通過PROFIBUS傳輸數(shù)據(jù)或未接PROFIBUS電纜或PROFIBUS電纜有問題。

③ DP網(wǎng)有問題的ET200從站，BF燈會(huì)變紅

（2）軟件診斷監(jiān)視

進(jìn)入STEP 7后點(diǎn)擊Hardware，選擇Online模式，檢查各分站的狀態(tài)，掉網(wǎng)的站會(huì)顯示灰色斜杠。

當(dāng)出現(xiàn)CPU死機(jī)、外部（訪問錯(cuò)誤 、模塊故障（SM、FM、CP）、I/O讀訪問錯(cuò)誤、I/O寫訪問錯(cuò)誤 、機(jī)架/站故障（進(jìn)入和退出狀態(tài)）、擴(kuò)展模塊的電源故障、DP 鏈故障連接鏈故障：IM 缺失或有故障，電纜斷路）故障等CPU運(yùn)行狀態(tài)異常情況都需要檢查CPU的診斷信息，由于診斷信息的數(shù)量受限，最好在檢查診斷信息時(shí)先將診斷信息提前保存。

（3）線路檢查

根據(jù)軟件診斷和網(wǎng)卡狀態(tài)燈的變化情況檢查DP插頭與DP網(wǎng)絡(luò)電纜的連接是否牢固，電纜的屏蔽線是否完好及與地的連接是否接實(shí)；檢查ET200站的站地址撥碼是否撥錯(cuò)；檢查DP網(wǎng)絡(luò)首尾兩個(gè)終端器的電阻是否為ON狀態(tài)，此時(shí)電阻值應(yīng)為110歐姆；如果一個(gè)終端為ON，另一個(gè)終端為OFF，此時(shí)在OFF端測(cè)量（終端器的）電阻是否為220歐姆。如果此時(shí)為110歐姆，則中間站肯定有DP頭的終端電阻被置為ON狀態(tài)。檢查故障從站的DP網(wǎng)實(shí)際設(shè)置地址是否與PLC配置相等。

（4）軟件檢查

首先檢查主站CPU硬件配置是否丟失，CPU是否停止工作，電池是否報(bào)故障，然后檢查項(xiàng)目STEP7中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置及通訊程序是否被修改，以及傳動(dòng)裝置中的通訊參數(shù)是否修改。

1.2 故障處理方法

因突發(fā)的通訊模板電源故障或干擾因素造成的模板自保護(hù)中斷通訊，可用機(jī)架斷電再上電的方法是否能恢復(fù)，如不能恢復(fù)，檢查外部模板供電電源是否正常，包括IO模板的電源；總線連接器連接是否連實(shí)，如都沒問題，對(duì)于主站的通訊模板，可更換模板；對(duì)于ET200可斷開DP電纜，關(guān)電源再上電，觀察ET200模板的狀態(tài)燈是否報(bào)SF故障，如還報(bào)可斷定模板損壞，更換模板（對(duì)于上電正常，使用一會(huì)還報(bào)故障的模板，最好更換）；對(duì)于線路檢查出的故障采用網(wǎng)線或處屏蔽接實(shí)、更換終端器等相應(yīng)方法處理。

2 工業(yè)以太網(wǎng)故障處理

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)多數(shù)網(wǎng)絡(luò)故障與硬件有關(guān)：比如電纜、RJ45頭、中繼器、Hub、Switch Hub和網(wǎng)卡等。

2.1 故障查找的一般規(guī)則

以太網(wǎng)的故障查找可分為5個(gè)步驟：

（1）收集所有可以收集到的有價(jià)值的信息，分析故障的現(xiàn)象。

（2）將故障定位到某一特定的網(wǎng)段，或者是單一獨(dú)立功能組（模塊），也可以是某一用戶。

（3）確認(rèn)是特定的硬件故障還是軟件故障。

（4）故障定位與修復(fù)故障。

（5）驗(yàn)證故障的排除。

2.2 故障查找應(yīng)注意的事項(xiàng)

故障1、單個(gè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)不能訪問PLC服務(wù)器：

在控制面板的設(shè)備管理里檢查網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)是否正常，如驅(qū)動(dòng)丟失或網(wǎng)卡設(shè)備顯示黃色；用PING+PLC的IP地址進(jìn)行測(cè)試，如返回信息為Request timed out或Hardware error，檢查雙絞線 ；如同一交換機(jī)上的其他監(jiān)控計(jì)算機(jī)都可PING通PLC，可對(duì)雙絞線RJ45頭重新壓線或給雙絞線換個(gè)交換機(jī)口。（有時(shí)本身的網(wǎng)口線路問題， WINDOWS會(huì)提示網(wǎng)線斷開）。

故障2、同一交換機(jī)上的所有監(jiān)控計(jì)算機(jī)都不能訪問PLC服務(wù)器：

先做如下工作確認(rèn)單機(jī)沒有問題：

重新冷啟動(dòng)PC機(jī)（熱啟動(dòng)不能復(fù)位全部的適配卡）；

確認(rèn)PC機(jī)沒有本身的硬件故障；

確認(rèn)所有的網(wǎng)絡(luò)電纜都連接正確；

確認(rèn)所有的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)軟件都正常地裝入，沒有報(bào)告錯(cuò)誤；

確認(rèn)服務(wù)器或服務(wù)沒有改變，比如重新配置增加硬件或軟件；

做完以上工作后，使用PING命令測(cè)試同一交換機(jī)上的任兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的通訊是否正常，如果任兩臺(tái)監(jiān)控機(jī)之間都不能通，則可斷定是交換機(jī)出了問題，更換交換機(jī)；如果同一交換機(jī)上的任兩臺(tái)監(jiān)控機(jī)之間都不能通，那么檢查光纖兩端的光纖收發(fā)器的收發(fā)狀態(tài)燈、收發(fā)器和交換機(jī)之間的雙絞線和RJ45頭是否壓的牢固；檢查PLC端的交換機(jī)和雙絞線（可通過測(cè)試工具或PING命令）；如果以上沒問題，查看PLC網(wǎng)卡的狀態(tài)燈，是否運(yùn)行燈亮及發(fā)送和接受燈是否正常閃爍；檢測(cè)PLC以太網(wǎng)卡的電源及網(wǎng)卡與背板總線連接是否牢固，對(duì)PLC停電再重新上電，故障還沒有排除，更換以太網(wǎng)卡。