PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法

1、PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法一一. .自動化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)自動化通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)執(zhí)行器執(zhí)行器-傳感傳感器級器級現(xiàn)場級現(xiàn)場級車間級車間級工廠級工廠級AS-I-SINUMERIK, RCM-TI 505非西門子非西門子PLC S7-300 S7-400 M7-400 OPSIMATIC S5PROFIBUS DPET 200B/LET 200CDP/AS-I鏈接模塊AS-I (執(zhí)行器執(zhí)行器-傳感器接口傳感器接口)AS-I子模塊傳感器和執(zhí)行器具有 AS-I ASIC的現(xiàn)場設(shè)備AS-I電源工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)PROFIBUS MPI 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn) PC, OS PGP G 7 2 0

2、車間級車間級AS-I級級二二.SIMATIC.SIMATIC子網(wǎng)通信架構(gòu)子網(wǎng)通信架構(gòu)現(xiàn)場級現(xiàn)場級三三.PROFIBUS DP .PROFIBUS DP 系統(tǒng)簡介系統(tǒng)簡介 PROFIBUS DP PROFIBUS DP是現(xiàn)場總線的一種，采用主從的通訊方式，主是現(xiàn)場總線的一種，采用主從的通訊方式，主要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級智能主站與現(xiàn)場從站設(shè)備之間對時(shí)間要求嚴(yán)要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級智能主站與現(xiàn)場從站設(shè)備之間對時(shí)間要求嚴(yán)格的循環(huán)高速數(shù)據(jù)通信傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息格的循環(huán)高速數(shù)據(jù)通信傳送。主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息。總線循環(huán)時(shí)間必須要比主站并周期地向從站發(fā)送輸出信息?？偩€循環(huán)

3、時(shí)間必須要比主站（PLCPLC）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，）程序循環(huán)時(shí)間短。除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，PROFIBUS PROFIBUS DPDP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。報(bào)警處理。四四.PROFIBUS DP .PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障診斷方法 對對PROFIBUS DPPROFIBUS DP系統(tǒng)的故障診斷，主要有系統(tǒng)的故障診斷，主要有兩種故障診斷方式：兩種故障診斷方式： 1. 1.使用使用S7S7及應(yīng)用軟件工具對系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析；及應(yīng)用軟件工具對系統(tǒng)故障進(jìn)

4、行診斷分析； 2. 2.使用使用物理硬件工具對系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析。物理硬件工具對系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析。五五. .就上述兩種不同的診斷方式詳細(xì)介紹如下：就上述兩種不同的診斷方式詳細(xì)介紹如下： 1.1.使用使用STEP7STEP7及應(yīng)用軟件工具對系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析及應(yīng)用軟件工具對系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析 1.1. 1.1.使用使用STEP7STEP7對系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析對系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷分析這種診斷分析方式的結(jié)構(gòu)示意圖大體如下：這種診斷分析方式的結(jié)構(gòu)示意圖大體如下： 診斷選項(xiàng)診斷選項(xiàng) LED的指示燈的指示燈診斷緩沖區(qū)診斷緩沖區(qū)讀出讀出STEP 7軟件工具軟件工具從站上的從站上的LED硬件診斷硬件診斷啟動

5、信息啟動信息錯(cuò)誤錯(cuò)誤OBSFC 13調(diào)用調(diào)用用戶程序用戶程序診斷診斷FB 125主站上的主站上的LED.1.1.主、從站模塊上的主、從站模塊上的LEDLED指示燈指示燈 這種方法主要是通過讀取主、從站模塊上的這種方法主要是通過讀取主、從站模塊上的LEDLED指示燈狀態(tài)，指示燈狀態(tài)，來判斷故障原因及故障點(diǎn)，模塊上來判斷故障原因及故障點(diǎn)，模塊上LEDLED指示燈狀態(tài)與所代表的含指示燈狀態(tài)與所代表的含義及采取的可能處理方法具體如下：義及采取的可能處理方法具體如下： DP DP主站主站CPUCPU上上BUSF LEDBUSF LED點(diǎn)亮點(diǎn)亮/ /閃爍，實(shí)際故障狀態(tài)如下圖所示：閃爍，實(shí)際故

6、障狀態(tài)如下圖所示：從指示燈的顯示情況推斷出可能發(fā)生的故障：從指示燈的顯示情況推斷出可能發(fā)生的故障： 情況情況 1 1：總線故障：總線故障 ( (硬件故障硬件故障) ) 情況情況 2 2：DPDP接口故障接口故障 情況情況 3 3：DPDP主站模式下，波特率設(shè)置不當(dāng)主站模式下，波特率設(shè)置不當(dāng) 情況情況 4 4：DPDP總線線路發(fā)生故障如線路短路等?？偩€線路發(fā)生故障如線路短路等。 可以采取的故障補(bǔ)救措施：可以采取的故障補(bǔ)救措施：調(diào)用調(diào)用OB 86OB 86組織塊，這樣即使組織塊，這樣即使DPDP報(bào)故障，報(bào)故障，CPUCPU也會處在也會處在RUNRUN模式；模式；如果如果OB 86OB 86沒有加載

7、，沒有加載，CPUCPU將切換到將切換到STOPSTOP模式；模式；檢查檢查DPDP總線電纜是否短路或斷路；總線電纜是否短路或斷路；執(zhí)行執(zhí)行STEP7STEP7診斷，通過診斷信息進(jìn)行有針對性的排查。診斷，通過診斷信息進(jìn)行有針對性的排查。DPDP從站上接口模塊上指示燈狀態(tài)：從站上接口模塊上指示燈狀態(tài)：LEDLED狀態(tài)：狀態(tài)： SF =SF =滅滅 BF=BF=滅滅 ON =ON =滅滅含義：含義：接口模塊沒有電壓或者接口模塊存在硬件缺陷。接口模塊沒有電壓或者接口模塊存在硬件缺陷。 補(bǔ)救措施：補(bǔ)救措施： 打開接口模塊的打開接口模塊的24 V DC24 V DC電源電壓。電源電壓。 LEDLED狀態(tài)

8、：狀態(tài)： SF =SF =滅滅 BF=BF=閃爍閃爍/ /點(diǎn)亮點(diǎn)亮 ON =ON =點(diǎn)亮點(diǎn)亮含義：含義： 接口模塊組態(tài)錯(cuò)誤或者沒有模塊組態(tài)接口模塊組態(tài)錯(cuò)誤或者沒有模塊組態(tài)在在DPDP主站主站 和接口模塊之間沒有數(shù)據(jù)通信。和接口模塊之間沒有數(shù)據(jù)通信。原因：原因： PROFIBUS DPPROFIBUS DP地址錯(cuò)誤、組態(tài)錯(cuò)誤或者參數(shù)錯(cuò)誤。地址錯(cuò)誤、組態(tài)錯(cuò)誤或者參數(shù)錯(cuò)誤。補(bǔ)救措施：補(bǔ)救措施： 檢查接口模塊。檢查接口模塊。 檢查組態(tài)和參數(shù)。檢查組態(tài)和參數(shù)。 檢查檢查PROFIBUSPROFIBUS地址。地址。 .1.2.借助借助STEP7STEP7工具軟件進(jìn)行故障診斷分析工具軟件進(jìn)行故

9、障診斷分析. 硬件診斷：硬件診斷： 啟用啟用CPUCPU硬件診斷方法如下圖所示：硬件診斷方法如下圖所示：點(diǎn)擊點(diǎn)擊“Hardware DiagnosticsHardware Diagnostics”選項(xiàng)后將彈出如下畫選項(xiàng)后將彈出如下畫面：面：通過選擇上圖通過選擇上圖“DP Slave DP Slave DiagnosticsDiagnostics”選項(xiàng)后選項(xiàng)后，下面的窗口將下面的窗口將顯示出詳細(xì)的顯示出詳細(xì)的DPDP從站故障報(bào)警信息，包括組態(tài)不同、參數(shù)錯(cuò)誤從站故障報(bào)警信息，包括組態(tài)不同、參數(shù)錯(cuò)誤等信息，通過詳細(xì)的故障信息，就可以采取相應(yīng)對策的解決方等信息，通過詳細(xì)的故障信息，就可以采取相應(yīng)對策的

10、解決方法去處理，如檢查并重新下載硬件組態(tài)等補(bǔ)救方法。法去處理，如檢查并重新下載硬件組態(tài)等補(bǔ)救方法。. 通過通過CPUCPU診斷緩沖區(qū)讀取故障報(bào)警信息：診斷緩沖區(qū)讀取故障報(bào)警信息： 啟用啟用CPUCPU診斷緩沖區(qū)的方法如下圖所示：診斷緩沖區(qū)的方法如下圖所示： 通過選擇上圖通過選擇上圖“Module InformationModule Information”選項(xiàng)后選項(xiàng)后，系統(tǒng)將彈出系統(tǒng)將彈出以下模塊信息畫面：以下模塊信息畫面：如果如果Profibus DPProfibus DP系統(tǒng)存在故障，上圖中診斷狀態(tài)將顯示為系統(tǒng)存在故障，上圖中診斷狀態(tài)將顯示為故障報(bào)警，選擇圖中的故障報(bào)警，選擇圖中的“Dia

11、gnostic BufferDiagnostic Buffer”選項(xiàng)，系統(tǒng)將顯選項(xiàng)，系統(tǒng)將顯示示出各項(xiàng)歷史事件及報(bào)警時(shí)刻的故障報(bào)警信息，點(diǎn)擊相應(yīng)的故障出各項(xiàng)歷史事件及報(bào)警時(shí)刻的故障報(bào)警信息，點(diǎn)擊相應(yīng)的故障報(bào)警記錄，則在下邊的對話框中詳細(xì)的顯示出此報(bào)警屬于何種報(bào)警記錄，則在下邊的對話框中詳細(xì)的顯示出此報(bào)警屬于何種報(bào)警、報(bào)警從站地址（如果是從站故障）、排查及消除此故障報(bào)警、報(bào)警從站地址（如果是從站故障）、排查及消除此故障的方法及措施等，維護(hù)人員就可以依據(jù)上述提示的信息內(nèi)容，的方法及措施等，維護(hù)人員就可以依據(jù)上述提示的信息內(nèi)容，對應(yīng)信息來排查故障點(diǎn)，這種排查故障點(diǎn)的方法十分快速有效。對應(yīng)信息來排查故

12、障點(diǎn)，這種排查故障點(diǎn)的方法十分快速有效。 常用來獲取故障信息的組織塊、系統(tǒng)功能及功能塊分別為常用來獲取故障信息的組織塊、系統(tǒng)功能及功能塊分別為OB86OB86、SFC13SFC13、FB125FB125、FB126FB126等，下面就幾個(gè)重要模塊進(jìn)行詳細(xì)等，下面就幾個(gè)重要模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹：介紹：.組織塊組織塊OB86OB86：如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)：如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)PROFIBUS DPPROFIBUS DP錯(cuò)誤，則錯(cuò)誤，則CPUCPU操作系統(tǒng)會調(diào)用操作系統(tǒng)會調(diào)用OB86OB86。在。在DPDP錯(cuò)誤出現(xiàn)以及消失時(shí)，系統(tǒng)也都會錯(cuò)誤出現(xiàn)以及消失時(shí)，系統(tǒng)也都會調(diào)用調(diào)用OB86OB86。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通

13、過。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過OB86OB86中的臨時(shí)變量數(shù)值的變中的臨時(shí)變量數(shù)值的變化，來獲取到底是主站還是從站發(fā)生故障。但是如果事先沒有化，來獲取到底是主站還是從站發(fā)生故障。但是如果事先沒有調(diào)用調(diào)用OB86OB86，則當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，則當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，CPUCPU會進(jìn)入會進(jìn)入STOPSTOP模式。模式。.3. .通過編輯用戶程序來診斷通過編輯用戶程序來診斷系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障發(fā)生故障時(shí)，發(fā)生故障時(shí)，OB86OB86中臨時(shí)變量變化數(shù)值及所代表的含義如下：中臨時(shí)變量變化數(shù)值及所代表的含義如下： 序號序號臨時(shí)變量臨時(shí)變量數(shù)值數(shù)值所表示的含義所表示的含義1OB86_FLT_ID B#16#

14、C3DP主站系統(tǒng)故障主站系統(tǒng)故障2OB86_FLT_ID B#16#C4DP從站系統(tǒng)故障從站系統(tǒng)故障3OB86_FLT_ID B#16#C5 DP站中有故障站中有故障.系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能SFC13SFC13：通過使用：通過使用SFC13SFC13“DPNRM_DGDPNRM_DG”讀出所指定的某讀出所指定的某一個(gè)一個(gè)DPDP從站的詳細(xì)的診斷數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被正確傳送了之后，從站的詳細(xì)的診斷數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被正確傳送了之后，將被輸入到指定的目的范圍區(qū)域。將被輸入到指定的目的范圍區(qū)域。 * *注意：注意：SFC13SFC13必須在必須在OB1OB1“循環(huán)模式循環(huán)模式”下調(diào)用，因?yàn)橹挥羞@樣才下調(diào)用，因?yàn)橹?/p>

15、有這樣才能確保結(jié)果數(shù)據(jù)完全被寫入。能確保結(jié)果數(shù)據(jù)完全被寫入。舉例：使用舉例：使用“SFC13 DPNRMSFC13 DPNRM”診斷特定的診斷特定的DPDP從站故障從站故障進(jìn)入離開事件進(jìn)入離開事件主站地址主站地址從站診斷地址從站診斷地址/ 主站系統(tǒng)主站系統(tǒng)OB86.sfc13ENENOREQLADDRRET_VAL?.?RECORD?.?BUSY?.?.?從站錯(cuò)誤從站錯(cuò)誤W#16#7FC系統(tǒng)將診斷數(shù)據(jù)存放在系統(tǒng)將診斷數(shù)據(jù)存放在“RECORDRECORD”所指定的變量內(nèi)，然后通過讀所指定的變量內(nèi)，然后通過讀取變量每一位的取變量每一位的“0 0”或或“1 1”狀態(tài)，就可以詳細(xì)確定狀態(tài)，就可以詳細(xì)確

16、定DPDP從站具體是從站具體是什么故障。診斷數(shù)據(jù)變量結(jié)構(gòu)及每一位所代表的故障含義如下什么故障。診斷數(shù)據(jù)變量結(jié)構(gòu)及每一位所代表的故障含義如下所示：所示：站狀態(tài)站狀態(tài) 1字節(jié)字節(jié) 0字節(jié)字節(jié) 1字節(jié)字節(jié) 2字節(jié)字節(jié) 3字節(jié)字節(jié) 4字節(jié)字節(jié) 5站狀態(tài)站狀態(tài) 2站狀態(tài)站狀態(tài) 3Profibus主站地址主站地址制造商制造商ID制造商制造商ID指定指定ID：診斷診斷字節(jié)字節(jié) 6字節(jié)字節(jié) 7：字節(jié)字節(jié) 14模塊狀態(tài)模塊狀態(tài)：字節(jié)字節(jié) 15：字節(jié)字節(jié) 34含義含義站狀態(tài)站狀態(tài) 2DP從站必須重新參數(shù)化從站必須重新參數(shù)化診斷消息可用診斷消息可用如果如果DP從站可用，從站可用，Bit =“1”激活響應(yīng)監(jiān)視激活響應(yīng)

17、監(jiān)視收到控制命令收到控制命令 “FREEZE”收到控制命令收到控制命令“SYNC”該位總為該位總為“0DP從站未激活從站未激活含義含義位位站狀態(tài)站狀態(tài) 1無法訪問無法訪問DP從站從站0DP從站還沒有準(zhǔn)備好從站還沒有準(zhǔn)備好1組態(tài)與設(shè)置不對應(yīng)組態(tài)與設(shè)置不對應(yīng)2外部診斷可用外部診斷可用3DP從站不支持該功能從站不支持該功能4主站不能中斷從站響應(yīng)主站不能中斷從站響應(yīng)5從站類型與組態(tài)不對應(yīng)從站類型與組態(tài)不對應(yīng)6DP從站由不同的主站組態(tài)從站由不同的主站組態(tài)7：. .功能塊功能塊FB125FB125：通過：通過FB125FB125功能塊，也可以獲取從站節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤功能塊，也可以獲取從站節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤或者故障的詳細(xì)信息

18、，調(diào)用或者故障的詳細(xì)信息，調(diào)用FB125(FB125(包括相同的背景數(shù)據(jù)塊和實(shí)包括相同的背景數(shù)據(jù)塊和實(shí)際的用戶操作數(shù)際的用戶操作數(shù)) )必須在必須在OB1OB1、OB82OB82和和OB86OB86中執(zhí)行。中執(zhí)行。FB125FB125功能塊功能塊的調(diào)用及程序編寫與的調(diào)用及程序編寫與SFC13SFC13類似，這里不再詳述。類似，這里不再詳述。.使用使用AMPROLYZERAMPROLYZER應(yīng)用軟件工具來獲取故障診斷信息應(yīng)用軟件工具來獲取故障診斷信息 西門子西門子AMPROLYZER AMPROLYZER 軟件工具是一種對總線系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)軟件工具是一種對總線系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、并且

19、幫助我們實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄下在總線傳送或接收數(shù)據(jù)過控、并且?guī)椭覀儗?shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄下在總線傳送或接收數(shù)據(jù)過程中所發(fā)生的報(bào)警和錯(cuò)誤。它還可以實(shí)現(xiàn)對多總線系統(tǒng)的實(shí)時(shí)程中所發(fā)生的報(bào)警和錯(cuò)誤。它還可以實(shí)現(xiàn)對多總線系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控功能。狀態(tài)監(jiān)控功能。AMPROLYZERAMPROLYZER應(yīng)用軟件狀態(tài)監(jiān)控畫面如下圖所示：應(yīng)用軟件狀態(tài)監(jiān)控畫面如下圖所示：點(diǎn)擊上述畫面內(nèi)點(diǎn)擊上述畫面內(nèi)“EventsEvents”選項(xiàng)，將彈出以下畫面：選項(xiàng)，將彈出以下畫面： 上圖中紅色標(biāo)記框內(nèi)所記錄的數(shù)值表示為從站在接收和傳送上圖中紅色標(biāo)記框內(nèi)所記錄的數(shù)值表示為從站在接收和傳送數(shù)據(jù)時(shí)所產(chǎn)生的診斷故障數(shù)。數(shù)據(jù)時(shí)所產(chǎn)生的診斷故障數(shù)。

20、2.2.使用物理硬件工具對系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析使用物理硬件工具對系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析 PROFIBUS DP PROFIBUS DP系統(tǒng)硬件診斷工具主要有兩種：測試系統(tǒng)硬件診斷工具主要有兩種：測試RS485RS485總線總線電纜的電纜的BT200BT200檢測設(shè)備和診斷中繼器。檢測設(shè)備和診斷中繼器。.測試測試RS485RS485總線電纜的總線電纜的BT200BT200測試設(shè)備測試設(shè)備BT200BT200測試儀器如下圖所示：測試儀器如下圖所示：通過使用通過使用BT200BT200可診斷三個(gè)方面內(nèi)容的功能：可診斷三個(gè)方面內(nèi)容的功能：.測試測試PROFIBUS DPPROFIBUS DP電纜：

21、電纜： 電纜斷線電纜斷線/ /屏蔽故障屏蔽故障 電纜之間或電纜和屏蔽層之間短路電纜之間或電纜和屏蔽層之間短路 在數(shù)據(jù)電纜斷線或短路情況下的故障定位在數(shù)據(jù)電纜斷線或短路情況下的故障定位 導(dǎo)致故障的反射的檢測導(dǎo)致故障的反射的檢測已安裝電纜的長度已安裝電纜的長度.檢查檢查DPDP從站的可訪問性：從站的可訪問性： 可訪問從站的列表可訪問從站的列表 單個(gè)從站的特定尋址單個(gè)從站的特定尋址.檢查主站和從站的檢查主站和從站的RS 485RS 485接口：接口： RS 485 RS 485接口的好壞接口的好壞 顯示顯示PROFIBUS DPPROFIBUS DP站地址。站地址。舉例：如顯示站地址并測試舉例：如顯示站地址并測試RS 485RS 485接口的好壞接口的好壞.診斷中繼器診斷中繼器 診斷中繼器它作為一個(gè)診斷中繼器它作為一個(gè)RS 485RS 485中繼器集成在中繼器集成在 PROFIBUS DPPROFIBUS DP網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，具有線路診斷