PROFIBUSDP的故障诊断方法 2

摘要:阐述基于西门子S7-300PLC软件编程的故障诊断方法，以PROFIBUS现场总线系统故障处理为例，介绍软件编程故障诊断方法的具体应用和注意事项。

关键词:PROFIBUS现场总线PLC 软件编程故障处理PLC具有高可靠性和可维修性，通过其操作系统或监控程序可实现较完善的自诊断功能。

西门子S7-300PLC用户程序由数量丰富的组织块(OB)、功能(FC)、功能块(FB)和系统功能(SFC)等逻辑块组成。

OB允许用户创建在特定时间内执行的程序或对特定事件响应的程序，如对故障处理OB编程，一旦PLC控制系统出现硬件故障，PLC操作系统会自动调用相应故障处理OB进行故障诊断；OB中的OB1为主程序，包含用户编写的主干程序，FC、FB 和SFC中编有子程序，供081直接或间接调用，受PLC模块诊断能力限制，对某些硬件故障，操作系统无法调用故障处理OB进行自诊断，则必须在OB1或FC中编程。

一、双复合胎面挤出联动线控制系统1．基本组成青岛黄海橡胶集团双复合胎面挤出联动线采用基于PROFIBUS现场总线的全分布式控制系统，PROFIBUS-DP连接西门子S7-300PLC，构成单主一多从的总线网络（图1）。

控制系统主要组成：①PLC是系统主控制器，作为整个现场总线网络的主站，上位工控机安装S7-300/400PLC编程软件STEP7和组态软件InTouch。

②智能从站，如远程分布式I/O( ET200M)、直流调速器(6RA70)、交流调速器(MM4401MM420)、裁断位置控制器(EVS9300)等。

③外部设备，如继电器、各类开关、传感器以及未和PROFIBUS总线连接的变频器、直流调速器等。

2．控制系统故障类型(1)外部设备故障。

直接影响PLC 系统工作，故障原因一般是设备损坏或寿命到期。

(2)智能从站故障。

可直接引发直流电机、变频电机或伺服电机的传动故障，导致胎面挤出联动线瘫痪。

( 3)PLC系统故障。

如何对PROFIBUS DP通信进行诊断？可以查看从站接口模块上代表通信的指示灯判断故障原因。

1．从站接口模块上BF红灯常亮，表示PROFIBUS DP的通信已经中断，需要检查下面几项：①检查至DP 主站的总线电缆是否断开，主站是否上电。

可以通过测量电阻阻值的方法判断DP电缆的通断。

将所有总线连接器从站点上拔下，在一端测量DP电缆中红/绿线之间的阻值。

如果两端终端电阻都置于"On"位置，电阻阻值在110欧姆左右，如果将一端终端电阻置于"Off"位置，电阻阻值在220欧姆左右，如果两端终端电阻都置于"Off"位置，电阻阻值应该是无穷大。

②总线连接器是否已正确插入，电缆连接是否正确，总线连接器上的终端电阻设置是否正确。

错误的接线和终端电阻设置也会导致通信中断。

位于网络终端的总线连接器应该将DP电缆连接在"In"接口上，且终端电阻应该置于"On"位置。

网络中间站点终端电阻应该置于"Off"位置。

图1 DP电缆接线和终端电阻设置③同时如果DP主站上代表通信的指示灯BF/BUSF红灯常亮，说明总线电缆有短路或主站DP端口损坏。

拔掉主站总线连接器，如果变为红灯闪烁，说明是总线电缆有问题，如果还是红灯常亮，就是主站DP端口损坏。

2. 从站接口模块上BF红灯闪烁，表示PROFIBUS DP的通信已经连通但是组态错误，需要检查下面几项：①从站组态的和实际设置的PROFIBUS 地址不一致。

首先，接口模块的PROFIBUS地址要在断电下设置，如果带电设置需要重新上电。

有些型号的接口模块PROFIBUS地址设置DIP开关最下面一个要始终在OFF位置。

②已组态的从站与实际安装不相符。

检查从站安装是否缺少模块或模块有错误，或者是否插入了未组态的模块。

模块版本和安装顺序是否和组态一致。

ET200S子站要检查是否在最后安装了终端模块。

示 出各项历史事件及报警时刻的故障报警信息，点击相应的故障 报警记录，则在下边的对话框中详细的显示出此报警属于何种 报警、报警从站地址（如果是从站故障）、排查及消除此故障 的方法及措施等，维护人员就可以依据上述提示的信息内容， 对应信息来排查故障点，这种排查故障点的方法十分快速有效。
1.1.3.通过编辑用户程序来诊断系统故障
AS-I (执行器-传感器接口)
AS-I电源
具有 AS-I ASIC的现场设备
传感器和执行器
-SINUMERIK, RCM
-TI 505 非西门子PLC
现场级
ET 200B/L
AS-I子模块 AS-I级
三.PROFIBUS DP 系统简介
PROFIBUS DP是现场总线的一种，采用主从的通讯方式，主 要用于实现现场级智能主站与现场从站设备之间对时间要求严 格的循环高速数据通信传送。主站周期地读取从站的输入信息 并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站 （PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，
⑵. 通过CPU诊断缓冲区读取故障报警信息： 启用CPU诊断缓冲区的方法如下图所示：
通过选择上图“Module Information”选项后，系统将弹出 以下模块信息画面：
如果Profibus DP系统存在故障，上图中诊断状态将显示为 故障报警，选择图中的“Diagnostic Buffer”选项，系统将显
启用CPU硬件诊断方法如下图所示：
点击“Hardware Diagnostics”选项后将弹出如下 画面：
通过选择上图“DP Slave Diagnostics”选项后，下面的窗口将 显示出详细的DP从站故障报警信息，包括组态不同、参数错误 等信息，通过详细的故障信息，就可以采取相应对策的解决方 法去处理，如检查并重新下载硬件组态等补救方法。

Profibus DP调试和使用故障DP总线故障－调试过程故障1，A、B的连接出错；2，左右进线和出线的顺序出错，注意总线接头上的箭头；3，接地的屏蔽层没有接好，或者A、B线没有接好；4，DP主站以及DP从站组态错误，如设备订货号错误（硬件在线可以找出此故障）、DP/MPI总线插口的组态错误等（表现的现象是可以在set pc/pg interface里面找到总线，就是连接不上）；5，在 CPU 内编程寻址的从站地址错误，可以查看诊断缓冲区；6，使用终端电阻的站点断电，整个网络瘫痪。

DP总线故障－使用过程故障1DP总线控制的变频器，经常F082停机系统为S7 414-3 CPU，带了两个IM467，CPU上的DP口和其中一个IM467带有一堆I/O，另外一个IM467带了一些变频器（五十几个）和测速装置以及张力测量装置。

速度为3M，这条总线经常出现问题，下面称之为驱动总线。

系统中挂在驱动总线上的变频器经常报出F082的故障，然后整个PLC系统停机，手动复位变频器后设备可以重新启动，每隔3－10小时出现一次，即使所有的变频器不启动，也会出现变频器给出F082报警的故障。

变频器为西门子6se70的MASTERDRIVE以及SIMODRIVE sensor和第三方的测速设备。

最大变频器为170千瓦左右。

此套系统已经正常工作了两年，之前没有任何问题，所以排除是程序或者波特率以及线缆过长的问题。

整个系统中有两个Reapter，之间的从站数量不超过32个，大约20个左右，驱动电缆和信号电缆分桥架排放或者90度交叉；变频器的DP总线电缆采用西门子原装屏蔽电缆，屏蔽层接在变频器的机壳上。

在CPU处屏蔽层接在机壳上。

电机到变频器采用屏蔽电缆。

问：1，是否为接地点氧化问题？2，单端接地，双端接地？3， F082的意思是总线信号没有送到变频器，但是现场发生故障的变频器不是固定在某些设备上，而是一堆变频器，此起彼伏的报警，所以估计不是通讯板的故障。