PROFIBUS现场总线故障诊断的一般方法及步骤

大家好：关于2013-11-09 DSM4C “profibus error KA20”报警的检测方法及处理（本方法使用于大部分profibus 故障）一：故障现象（设备故障时第一反应现象）1. 设备停机HMI屏幕报警profibus error – festo module (KA20)报警说明：任何profibus总线故障均会导致该报警，由HMI直接触发profibus error 为报警类型，后面的festo module (KA20)为导致该报警的从站名字（一般报警均由PLC首先收集到错误，并反馈给HMI，并由后者显示，但是profibus故障为一类可导致设备停机故障，又因为DSM区域设备的HMI组态是基于TIA博图系统，所以该报警由HMI设备直接发出）2. PLC LED指示灯SF指示灯常亮红灯，BF指示灯为频率1HZ的闪亮报警说明：任何总线问题均会导致PLC出现该错误提示（SF system fault 系统故障：一般由硬件和软件错误导致如硬件组态和程序BF bus fault 总线故障：一般由总线故障引起，包括profibus总线和profinet 总线）二：检测方法（设备的电气故障检测由于存在一定危险性，应该本着先软件后硬件，先易后难的检测方式）1.软件部分（STEP7 软件）A：打开项目说明：打开STEP7软件，加载相关设备的程序，在左侧项目栏点击SIMATIC 300 打开s7-300的相关项目。

双击右侧框的HARDW ARE （硬件组态）（在一个项目刚开始的时候，首先要做的就是硬件组态，也是必须要做的，主要目的就是向PLC程序声明该项目所需要的硬件的全部信息，其中包括：主站的CPU类型，各个IO模块的地址如SM321 SM322输入输出模块或者是模拟量模块和高速计数器模块，基于profibus总线或者基于profinet总线的从站的信息，如PLC扩展分布式IO，智能扩展模块，过程控制单元，伺服电机驱动单元，变频器，及其他厂家生产的从站设备，这里讲的是DSM4设备的FESTO阀岛）B：打开硬件组态说明：打开项目硬件组态后的画面( 左侧方格为主站信息，包括CPU类型为317-2DP/PN 意思是带有2个profinet 工业以太网接口和一个profibus总线接口的PLC CPU ，下面是CP343-1扩展工业以太网接口模块，CP340-RS232扩展通讯接口模块和输入输出模块。

PROFIBUS 现场总线故障诊断方法摘要:PROFIBUS是一种应用于工业领域现场总线，由于现场环境复杂，PROFIBUS网络通信不稳定，造成了对生产的影响。

经过PROFIBUS总线排查和分析，认为通讯电缆太长导致信号衰弱，现场模块供电电压压降，电磁干扰，DP通信头阻值过小和接地等原因所致，加装中继器，重新敷设通讯电缆，接地牢固等方法，不仅保证了PROFIBUS网络通信稳定，又可以预防PROFIBUS总线故障。

关键词：PROFIBUS总线，现场模块，网络通信，信号衰弱，电磁干扰一、前言积放链采用了以三菱PLC及其相关模块控制为核心，PROFIBUS DP作为总线通信，双绞线作为通信介质以及现场模块等组成一套控制系统。

本论文主要结合实际情况，将以往发生的各种总线故障诊断进行分析归类，总结出针对积放链总线故障处理方法和预防措施。

二、系统介绍和PROFIBUS总线介绍2.1、系统介绍积放链是由三菱A系列PLC作为控制核心，由QJ71PB92V模块作为等级1主站使用，通过PROFIBUS-DP协议将触摸屏以及现场30个模块进行通讯，以及3个驱动链条装置和若干个电磁阀组成的控制系统。

2.2、PROFIBUS总线介绍PROFIBUS作为业界应用最广泛的现场总线技术，是一种串行现场总线通信技术，是按照ISO/OSI开放系统互连模型层网络模型构建，主要分为DP/FMS/PA几种行规。

FMS行规因为协议层太繁琐，不能适应高速现场总线的需求，实际应用已经很少见到；目前应用最多的是DP和PA行规，在这里主要介绍的是DP行规。

PROFIBUS-DP使用有主站和从站。

PROFIBUS-DP网络理论上最多可有32个主站，整个网络中所有的物流站点可达到127个，主站之间用令牌传递，获得令牌的主站可轮询从站。

网络拓扑是线性总线，两端都带终端电阻，允许一定的短截线和分支（树）存在，通信介质、网络距离、通信站点数取决于信号特性，两个站点之间采用屏蔽双绞线通讯，传输速率在9.6Kbit/s-12Mbit/s。

PROFIBUSDP的故障诊断方法演示文稿故障诊断是工业自动化系统中非常重要的一环，通过诊断系统中的故障，可以及时发现问题并采取相应措施进行修复和恢复，保证工业生产的正常运行。

本文将以PROFIBUS DP（Process Field Bus Decentralized Periphery）为例，介绍PROFIBUS DP的故障诊断方法。

第一步：搜集故障信息对于PROFIBUSDP，搜集故障信息是诊断的第一步。

我们可以通过以下几种方式搜集到信息：1.系统反馈信息：检查系统中的警报、报警信息，查找可能的故障原因。

2.观察现象：观察系统的运行状态，如是否有设备异常、通信中断等。

3.监测仪器：利用PROFIBUS网络分析仪、示波器等工具对系统进行监测，获取更为详细的信息。

第二步：分析故障原因在搜集到故障信息后，需要对其进行分析，确定故障原因。

常见的故障原因有：1.通信故障：如信号断开、信号干扰等。

2.设备故障：如设备损坏、设备接线错误等。

3.参数配置错误：如地址设置错误、节点规划不合理等。

第三步：排除故障根据故障原因进行相应的排除工作，常见的排除方法有：1.检查设备连接：检查设备的电源、数据线等连接是否正确，重新插拔设备。

2.更换设备：对于损坏的设备，需要及时更换。

3.配置参数：对于参数配置错误的情况，需要修改设备的参数设置。

第四步：验证修复结果在完成故障排除后，需要对系统进行验证，以确保问题得到修复。

可以通过以下几种方式验证修复结果：1.运行测试：重新运行系统，观察系统的运行状态是否正常，检查设备是否正常工作。

2.监测仪器：再次使用PROFIBUS网络分析仪等工具对系统进行监测，检查网络通信是否正常。

第五步：记录故障经验对于所遇到的故障，需要及时记录故障经验，以便以后参考。

记录故障经验可以帮助我们更好地理解故障原因、快速排除故障，并能在以后遇到类似故障时更快地找到解决方法。

总结：通过对PROFIBUSDP故障诊断方法的介绍，我们了解到了故障诊断的一般步骤，通过搜集故障信息、分析故障原因、排除故障、验证修复结果以及记录故障经验，可以有效地诊断和解决故障，保证工业自动化系统的正常运行。

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。

PROFIBUS现场总线故障诊断方法及处理摘要：本文主要针对现场总线PROFIBUS 在现场应用中所产生故障的原因进行分析，结合现场实践，总结出对PROFIBUS总线进行故障诊断的方法，有助于及时排除总线故障及预防PROFIBUS网络故障的发生。

关键词：现场总线；PRIFIBUS；故障处理Abstract：This paper mainly analyses the causes of the faults in the field application of PROFIBUS. Combining with the field practice，it summarizes the methods of fault diagnosis for PROFIBUS bus，which is helpful for eliminating bus faults and preventing PROFIBUS network faults in time.Keywords：Fieldbus，PRIFIBUS，Fault Handling1、前言PROFIBUS–DP 是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O 的通信，也是应用最为广泛的。

使用PROFIBUS－DP 可取代传统的并行24VDC 和4－20mA 信号传输，通过一根双芯屏蔽电缆连接中央控制器和现场设备，对于所有的设备，只需要一个通用的组态和工程工具，连接不同厂商的设备。

PROFIBUS网络通讯的本质是RS485 串口通讯，主要由DP、FMS、PA 三部分组成。

总线故障比一般的电气故障较难解决，因此引起的停机时间较长。

虽然它发生的频率较少，但是正因为这样，使设备人员忽略了对它的重视，也因此缺乏处理此类故障的经验。

由于自动化现场的应用环境复杂，不少用户都遇到PROFIBUS网络通讯不稳定情况，一旦出现故障，常常摸不到头绪，进而生产受到影响。

Profibus通信的故障分析和排除1、大林通信故障基本判断一个现场总线通信系统的故障主要有可能来自三个方面，通信主站、连接线路、通信从站，在实际通信故障的排除过程中将这三方面隔离判断可以快而准确的发现故障。

在实际过程中可以采用以相同或类似的设备替代主站，分段或改变连接线路，减少或交叉替换从站等方法有效排除故障。

2、GSD文件与主站参数设置在通信主站方面首先应加装正确的GSD文件，随着Profibus协会与Danfoss 公司对其产品的更新，Danfoss会在其网站上相应更新其GSD文件，用户使用的GSD文件版本如果比其使用的VLT变频器软件版本旧，有可能使主站驱动不了VLT 变频器。

同时也要在主站一侧设好相应的参数，如数据格式，通信速率等，更主要的是要设置好从站设备的映射地址，虽然大多数主站设备（如西门子的S7-300）都可以自动分配地址，但在频繁添加、删除从站的情况下或手动操作时有可能导致映射地址冲突。

3、如何判断Danfoss变频器的通信质量通过一个RS232-RS485转换器和丹佛斯的专用测试软件，可以建立PC与VLT 之间的Profibus之间的有效连接通过该测试软件可做搜索Profibus网络中的Danfoss设备、用不同的数据格式通信并控制变频器、在通信过程中检查通信质量（误码率）等工作，通过该方法的测试，用户基本可以判断Danfoss变频器的Prpofibus通信功能是否完善。

4、EMC对通信线路的影响由于变频器产品属于高干扰元件，在实际应用中干扰是造成通信不畅的常见原因，通信电缆与动力电缆分别走线、使用标准的Profibus电缆接线和良好的屏蔽层接地是消除电磁干扰的最佳办法，但很多用户对这一点并未引起足够的重视，在等电位条件较好的地网系统中我们推荐两点接地（见下图）。

5、参数P512对Danfoss变频器参数P512的设定（以VLT5000为例）几乎会影响到所有类型总线通信的效果。