profibus现场总线故障诊断与排除

1、Division - Name - Date - Language1ProfiBus现场总线及故障诊断与排除 主讲：时向阳主讲：时向阳 Division - Name - Date - Language2三、三、S7S7组态配置组态配置四、常用诊断工具四、常用诊断工具一、一、ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述二、硬件构成二、硬件构成五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language31 1、总线、总线总线：Bus，是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束。什么是总线？ProfibusProfi

2、bus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language42 2、现场总线、现场总线 现场总线：是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向、串行双向、串行、多节点数字通信的系统、多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。网络。 什么是现场总线？ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language52 2、ProfibusProfibus现场总线现场总线发展历程P

3、rofibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language62 2、ProfibusProfibus现场总线现场总线n 作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是属于单元级、现场级的SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个ProfiBus网络上。ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Nam

4、e - Date - Language72.1 Profibus2.1 Profibus组成组成ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language82.1.1 PROFIBUS-DPn 主站之间的通信为主站之间的通信为令牌方式令牌方式，主站与从站之间为，主站与从站之间为主从轮询方式主从轮询方式，以及这两种，以及这两种方式的混合。一个网络中有若干个被动节点（从站），而它的方式的混合。一个网络中有若干个被动节点（从站），而它的逻辑令牌逻辑令牌只含只含有 一 个有 一 个 主 动 令 牌主 动 令 牌 （ 主 站 ） ， 这 样

5、 的 网 络 为（ 主 站 ） ， 这 样 的 网 络 为 纯 主纯 主 - - 从 系 统从 系 统 。ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language92.1.1 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP主站主站从站从站ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language102.1.2 PROFIBUS-PAPROFIBUS-DP主站主站从站从站DP/PA LinkDP/PA LinkPROFIBUS-PAPROFIBUS-PAProfibus

6、Profibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language112.1.3 PROFIBUS-FMS 主站 主站 主站 主站 主站 RS 485 up to 12MBit/s ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language122.2 Profibus2.2 Profibus协议结构协议结构 FMS 设备设备 行规行规 DP-行规行规 PA-行规行规 DP-扩充功能扩充功能 DP 基本功能基本功能 现场总线信息规范现场总线信息规范 现场总线数据链路现场总线数据链路 IEC 1

7、158-2 未用未用 RS-485/光纤光纤 用户层用户层 应用应用层层（7） (3)(6) 数据链路数据链路层层（2） 物理层（物理层（1） PROFIBUS 导则导则+行规行规 EN 50 170 ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language132.3 Profibus2.3 Profibus传输技术传输技术中继器没有站地址，被计算在每段的最多站数中。站1中继器23431中继器62613233一段最多32个站，两端有终端n PROFIBUS总线使用两端有终端的总线拓扑结构。总线使用两端有终端的总线拓扑结构。最多1

8、26个站ProfibusProfibus现场总线概述现场总线概述Division - Name - Date - Language14二、硬件构成二、硬件构成PROFIBUS-DP主站主站从站从站DP/PA DP/PA LinkLinkPROFIBUS-PAPROFIBUS-PA主站从站通讯介质及接口硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language151、主站、主站硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language162、从站、从站硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language173、通讯介质

9、及接口、通讯介质及接口硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language183.1通讯介质通讯介质通讯介质RS485电缆 PROFIBUS(类型1)介质是一根屏蔽双绞电缆，屏蔽可以提高电磁兼容(EMC)能力。硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language193.1通讯介质通讯介质通讯介质RS485电缆光纤无线 波特率kbps9.693.75187.55001500300012000A型电缆长度m12001000400200100B型电缆长度m120060020070特点：长距离 户外铺设 抗电磁兼容的环境设备：OLM和OBT网

10、络结构：点对点连接 线性拓扑 星形拓扑 冗余光纤环网硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language203.2接头接头n PROFIBUS插头用于连接PROFIBUS电缆和PROFIBUS的站点，接口是RS485串口，一般采用SUB-D female的接口。 电缆夹 终端电阻开关 硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language213.2接头接头n 每个物理网段支持32个物理设备，且在物理网段终端的站点应该设置终端电阻,防止浪涌保证通讯质量。而每个PROFIBUS插头上，都内置了终端电阻，需要是可以接入（On）和切除（Off）

11、。硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language223.2接头接头硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language233.3终端电阻终端电阻n PROFIBUS电缆的两端应该连接终端电阻。终端电阻是为了消除在通信电缆中的信号反射在通信过程中，有两种原因导致信号反射:阻抗不连续和阻抗不匹配。Ru=390 Rt=220 Rd=390 123数据线B45 GND6 +5v78 数据线A9硬件构成硬件构成offonABABDivision - Name - Date - Language243.4中继器中继器硬件构成硬件构成Divi

12、sion - Name - Date - Language253.4中继器中继器n 连接方式站1中继器2343162343332n 一个网络，分为两段n 中继器作为每段的终端，终端电阻均需置为“ON”n 可进行信号放大n 网络延长n 每段中，中继器均作为一个站点，可不分配地址硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language263.4中继器中继器n 连接方式中继器123031123031n 两个网络n 中继器作为每个网络的一个站点，终端电阻均需置为“ON”n 信号不能放大n 网络不能延长n 两个网络间电气隔离硬件构成硬件构成Division - Name - D

13、ate - Language273.5耦合器耦合器n DP与PA网络之间的耦合。n IM153-2;IM157等n 符合DP规范硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language283.6PROFIBUS网络安装规则网络安装规则硬件构成硬件构成Division - Name - Date - Language29三、三、S7组态配置组态配置利用Step7软件进行硬件组态Division - Name - Date - Language301、 主站（主站（CPUCPU）通过）通过DPDP接口连接远程接口连接远程I/OI/O站站 S7S7组态配置组态配置Divis

14、ion - Name - Date - Language312、主站之间主从通讯、主站之间主从通讯S7S7组态配置组态配置Division - Name - Date - Language322、主站之间主从通讯、主站之间主从通讯 地址对应关系S7S7组态配置组态配置主站从I10.0开始的4个字节从Q10.0开始的4个字节从Q20.0开始的4个字节从I20.0开始的4个字节从站Division - Name - Date - Language33三、三、S7组态配置组态配置Division - Name - Date - Language34四、常用诊断工具四、常用诊断工具Division -

15、 Name - Date - Language35四、常用诊断工具四、常用诊断工具1、BT200BT200是西门了的提供的PROFIBUS网络诊断设备，可以进行网络距离检测，网络连接的质量的检查(比如断线、短路等等)，常用于项目现场施工布线阶段.Division - Name - Date - Language362、示波器、示波器示波器常常用于检测PROFIBUS通讯的波形，一般用于项目投产运行后进行网络通讯信号质量的检测。常用诊断工具常用诊断工具Division - Name - Date - Language373、S7编程工具编程工具STEP7等编程工具也可以做为网络诊断的一种工具。在

16、STEP7软件中，提供了“在线诊断”的功能，可以实时的对PROFIBUS网络进行最直接的诊断。比如:哪些从站出现故障，可在STEP7的诊断缓冲区中直接得到故障信息，因此一般用于项目调试过程中以及项目运行过程中的网络诊断。常用诊断工具常用诊断工具Division - Name - Date - Language383、S7编程工具编程工具另外STEP7还提供了一些PROFIBUS的诊断功能块，比如FB125/FC125等.CHECK_ACTIVE :为1时开始检测从站。EXTERNAL_DP_INTERFACE :选择DP主站的接口，0表示集成在CPU上的DP主站，1表示外部DP主站 接口，如C

17、P443-5等。DP_MASTERSYSTEM :PROFIBUS的ID号，在硬件组态中可以查看到,数据类型为INT。DATA_FIELD :50个字节的数据区，仅供FC125内部使用，数据类型为POINTER。SUM_SLAVES_DIAG :从站诊断的总数，数据类型为INT。LIST_SLAVES_NOT_PRESENT:检查到丢失的从站（软件已经组态但是现场没有连接硬件），16个字节的数据区，每一个数据位对应一个从站，置1表示一个从站丢失，如果丢失的从站返回或维修好，相对应的位复位。数据类型为POINTER。LIST_SLAVES_ERROR :故障的从站（部分模块有故障，其他模块可以连

18、续运行），16个字节的数据区，每一个数据位对应一个从站，置1表示一个从站故障，如果故障的从站返回或维修好，相对应的位复位。数据类型为POINTER。RETVAL :调用FC125时的状态返回值，数据类型为INT。BUSY :为1表示当前正在执行。常用诊断工具常用诊断工具Division - Name - Date - Language394、PROFITRACEn ProfiTrace 将所有主要工具，如分析仪，示波器，条线图及DP-VO/V1主站集成为一体。n 常见问题如噪音，反射，电压下降，终端器问题，双地址，断线及组态等都可以很容易地检测出来。偶尔出现的问题如过冲，错误报文，重试及诊断也可以很容易地被捕捉。常用诊断工具常用诊断工具Division - Name - Date - Language40五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language41五、故障案例分析五、故障案例分析Division - Name - Date - Language42五、故障