DP总线故障诊断分析范文

1前言

西门子PROFIBUSDP总线出现故障时，通讯就会时好时坏甚至完全中断，而时好时坏是最难排查的。PROFIBUSDP总线故障主要体现在三方面，一是总线受外部干扰，二是DP插头损坏，三是DP总线接地。

2PROFIBUSDP总线通讯网络组成

PLC是控制核心，它要通过PROFIBUSDP总线收集现场各个ET站的信号，然后对这些信号进行处理，同时又向现场ET站发送指令。但DP总线的通讯又受到距离的限制，波特率在9.6到187.5kbit/s时，整个网络的总线长度不能超过1000m，波特率在500kbit/s时，整个网络的总线长度不能超过400m，波特率在1.5Mbit/s时，整个网络的总线长度不能超过200m，波特率在3到12Mbit/s时，整个网络的总线长度不能超过100m。

3DP总线布置要点

防干扰是DP总线布置的首要任务，因此，布置DP总线要注意以下几点：（1）若现场有多层电缆桥架时，DP总线放在最上面一层，且这一层中不能有超过24VDC的电缆。（2）DP总线与其它动力电缆发生交叉时，一定不能缠绕在其它电缆上。（3）DP总线的敷设长度应尽量缩短，如有必要，在网段中间增加一个中继放大器。

4故障分析

4.1总线受外部干扰若机组通讯时好时坏，我们首先要检查PROFIBUSDP总线的屏蔽层是否与动力电缆连接在一起了，或者PROFIBUSDP总线环绕在动力电缆上了。（1）当DP总线的屏蔽层和动力电缆连接在一起时，DP总线的屏蔽层就会有和动力电缆上一样的交流电压，甚至还有交流电流从屏蔽层上流过。只要有交流电流，就一定会产生磁场，磁场又会在DP总线上产生电动势，这样就严重影响了DP总线的正常通讯。（2）当DP总线环绕在动力电缆上时，动力电缆周围会有漏磁。比如单股的220V交流动力电缆，当零线和火线不在一起时，其周围会产生磁场，这个磁场同样会在DP总线上产生一定的电动势，影响DP总线。

4.2DP插头损坏判断DP插头是否损坏，就要依据总线通讯原理来查。现场所有连接好的DP插头都要拔掉，不能插在各个从站上。PROFIBUSDP总线必须按照如图1的顺序连接各个DP插头：①每个DP插头的内部电阻都是220Ω，且每个DP插头都有一个拨码开关，其中DP1、DP4的拨码开关打到ON，其余三个都是打到OFF，则R处的电阻应为110Ω，即R处的电阻相当于DP1和DP4的2个220Ω的电阻并联，而DP3、编码器DP、DP2相当于A1、A2短接，B1、B2短接。相当于图2示意图。这就是一个完整的、正确的PROFIBUSDP网络图。②若把DP2打到ON，DP1、DP4为ON，编码器DP、DP3为OFF，则相当于DP2的A1、B1之间串接了一个220Ω的电阻,且A1、A2之间完全断开，B1、B2之间完全断开。这样，DP2就与其后的编码器DP、DP3、DP4完全断开了。则R处的电阻应为110Ω，即R处的电阻相当于DP1和DP2的2个220Ω的电阻并联。相当于图3示意图。

4.3DP总线接地任何一段DP总线都会有破损而接地的时候。比如一节穿过移动拖链的DP总线，当拖链来回移动时，DP总线也随之发生弯曲、延伸等。久而久之，DP总线的绝缘层就会老化、破皮，导致DP总线的铜丝和金属拖链直接接触。这时，虽然DP总线还是能够通讯，但偶尔会中断一下。DP总线接地如图4所示。由于DP总线在正常通讯时，总线上是有一定电压和电流的，一旦某一根网线接地，就会改变两根总线之间的电压。通过总线传输的数据信号就会发生波动，PLC就会报警。

5故障诊断注意事项

（1）PROFIBUSDP总线的两端DP插头必须打到ON，中间的都要打到OFF。（2）连接DP插头的总线顺序不能出错，每个DP插头都是A1、B1进，A2、B2出。（3）总线屏蔽层要有效接地，总线不能和任何动力电缆缠绕在一起。

6现场故障及处理

在马钢硅钢连退线正常生产的过程中，操作工反映通讯丢失，HMI画面报“PROFIBUSERROR”故障；维护人员到达现场后，发现S7-400CPU报故障并自动将PLC状态从运行切换为停止，将CPU状态进行切换为运行后,PLC又可以重新使用。可是过了一段时间以后，再次发生相同故障。于是维护人员对西门子S7程序相关模块程序进行检查。首先，通过S7确定了可能发生故障的几个站点，然后到现场逐一排查这几个站点的PROFIBUS总线接口。经检查发现，其中几个站点9针插头完好，并没有氧化的情况，检测接头也是拧紧的状态，与线缆连接牢固，接口正常。只有一处站点的PROFIBUS总线有破皮现象，维护人员对该段电缆进行了更换，故障随后消除，系统恢复正常。从而判断是因为破皮电缆导致该段总线接地，造成通讯偶尔发生中断。

7结束语

在目前各个工厂的生产现场，都普遍使用DP总线替代普通电缆，尤其是带DP接口的编码器和其它传感器。DP总线连接方便、简洁，并且能够大量的减少普通电缆的浪费。

作者：陆娟 单位：马钢原燃料采购中心