PROFIBUS-DP通信故障

-FM系列总线虚接诊断方法

一．FM系列PROFIBUS-DP通信总线虚接故障现象： 1. 随机模块离线； 2. 离线时间间隔不长，有时1秒，有时几分钟； 3. 离线出现的频率随机，有时{yt}3~5次，有时{yt}十几次，有时好几天才出一次； 4. 晃动模块底座，离线的状况会有改善； 5. 去掉终端匹配器后通信反而要稳定一些； 6. 用西门子的DP重复器将终端匹配器拔到“ON”位置时通信离线情况会更严重，拔到“OFF”位置时通信反而要好一些； 如果你的故障现象符合以上条件，则基本可以断定为总线虚接。 二．故障分析： FM系列模块采用的是底座串接的方式扩展I/O模块，这样高度灵活的方式方便分散连接，可同时也使DP通信的故障点增多，通信总线的特性阻抗不稳定。 当信号在总线上传输时，在端点会有回波反射，反射波和信号叠加，会使信号的前沿产生“过冲”，为了减小这种“过冲”对系统的影响，我们通常采用加终端匹配器的方法吸收信号的能量，减小反射波的幅度，终端匹配有“无源终端匹配”和“有源终端匹配”两种，目前我们DP总线上采用的是有源终端匹配，这种匹配的方式好处在于总线空闲时，总线信号电平可维持到1.1V左右，可减小干扰对通信影响。 根据PROFIBUS-DP协议的要求，总线的特性阻抗应该为110欧姆左右，终端匹配器是根据这个特性要求来设计的，如果总线连接出现虚接，则总线的特性阻抗将到发生改变，从而使终端匹配器失去匹配的作用。当总线虚接阻抗过大，加终端匹配器会严重失配，产生过匹配的现象，这样，表面上看就是加上终端匹配器反而会出现通信质量下降的现象。而这种现象常会给人感觉是终端匹配器出了问题，很容易误判。 产生总线虚接的有多种原因。主要有以下几个方面： 1． 安装不够紧固 2． 机械振动引起触点松动。 3． 环境存在腐蚀性气体，触点氧化。 需要特别注意的第3点，目前大部分在化工应用的场合，都要引起注意，长时间的腐蚀可能已引起底座连接触点氧化，造成总线虚接。 三．故障诊断方法： 1． 首先要确定虚接开始的模块地址，可以通过模块的离线记录，和模块的接线配置图来确定，并找到开始故障的模块具体位置。 2． 分列排除故障。排除故障时需要中断通信，如果有条件，可以申请停机来排障，如果不具备全部停机，可以分列给模块断电排除故障，这存在一定的风险，可能根据现场实际情况确定。 3． 将模块整列模块断电，用万用表电阻1K档分别测量底座DP+、DP-进线和底座37、38之间的电阻值，正常一般小于3欧姆（要确保使用的万用表是合格的），如果大于3欧姆则说明接线不可靠。 4． 依次测量DP+、DP-进线和下一个串接着的底座37、38之间的电阻值，也可以测量上一个底座的端子37、38和下一个底座之间的电阻值，以确定两个底座之间的连接是否可靠。 5． 顺序测量DP连接导线的电阻，可通过测量出线端子到进线端子之间的电阻值来确定连接是否可靠。 6． 采用测量DP通信线上空闲电平和用示波器测量DP线上的波形，也可以迅速的判断出故障点，但这些需要专用工具和专用知识来辅助分析。一般条件不具备。 注意事项： 断电排障必须得到客户的同意，并做好充分安全措施。 不要轻易相信你的眼睛和手感，一定要去测量，有时侯你看着连得很好用手拉都拉不动的线实际是虚接的。 四．故障排除方法： 条件允许时可以将底座拆下，用酒精擦干净氧化了接触点。氧化严重的可用其它工具打磨掉表面的氧化层。等酒精干后再测量接触电阻，如果电阻小于2欧姆，则可以继续使用。否则就更换底座。 如果现场不具备以上条件，可以采用反复插拔底座来磨去接触点上氧化了的表面层，通常这样是可以迅速的解决问题。 导线表面氧化可以将氧化了的那段减去，重新拔线连接。有时导线可能会是某一段已短开，有时可以搭接到一起，有时是开路的，这种导线如果不能判断出故障点在两端，则需要更换导线。注意：DP通信线是有一些特性要求的，{zh0}不要采用其它导线来替代。 紧固好每列底座上下的紧固螺丝，以防振动后再次松动。 导线虚接不仅仅是DP总线，24V电源也是有可能的。故障判断可以通过测量底座上的端子39~40上的电压来确定连接是否正常。