摘 要：本文針對河鋼邯鋼高強連退線爐區(qū)風機傳動系統(tǒng)網(wǎng)絡所出現(xiàn)的問題，利用智能網(wǎng)絡診斷工具，結合專業(yè)診斷軟件，確定網(wǎng)絡系統(tǒng)不穩(wěn)定原因，最終通過使用隔離器對初始傳動網(wǎng)絡進行劃分，實現(xiàn)了各分支網(wǎng)絡的電氣隔離，最終達到風機傳動設備的穩(wěn)定運行。

關鍵詞：網(wǎng)絡故障;檢測模塊;網(wǎng)絡改造;隔離器

1 河鋼邯鋼高強連退線風機傳動網(wǎng)絡拓撲結構

河鋼邯鋼高強連退線退火爐的控制系統(tǒng)PLC采用西門子S7 417-5H，整個風機傳動系統(tǒng)的變頻器涵蓋G120、G130和S120各個系列。整個風機傳動系統(tǒng)Profibus網(wǎng)絡的總線源頭為PLC的一個DP口，然后經(jīng)過3個DP/DP coupler后與中繼器RS485相連，同時考慮到PLC與風機傳動設備的距離問題，使用了一個網(wǎng)絡中繼器RS485，爐區(qū)所有風機傳動設備的變頻器通過CU230或CU320串接在中繼器RS485的一個網(wǎng)段中，RS485的另外一個網(wǎng)段連接有控制電加熱以及恒速電機的遠程IO柜CMH01，整個Profibus網(wǎng)絡的通訊速率設定為1.5Mbit/s。

2 風機傳動網(wǎng)絡故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 風機傳動網(wǎng)絡故障現(xiàn)象

2017年底，爐區(qū)風機傳動設備不間斷報故障造成停機，故障設備少則涉及兩三臺，多則導致整個網(wǎng)絡癱瘓，導致爐區(qū)被迫停車，每次故障都造成不同程度的廢次降，對生產(chǎn)造成了惡劣影響。故障發(fā)生后，在HMI畫面顯示錯誤信息為風機電機不具備Ready信號，利用傳動調(diào)試軟件Starter對涉及的風機傳動進行在線診斷，在歷史報警里面找到錯誤代碼為F1910，查詢相關手冊顯示故障內(nèi)容為通訊問題。

2.2 風機傳動網(wǎng)絡故障原因分析

由于涉及的站點并不固定，沒有規(guī)律性可循，表現(xiàn)為網(wǎng)絡不穩(wěn)定。Profibus通訊網(wǎng)絡不穩(wěn)定的原因主要包括終端電阻設置問題和屏蔽與接地問題，他們都為導致網(wǎng)絡中站點電壓異常。按照Profibus通訊規(guī)定，在通訊正常時，電壓信號幾乎是“四方形”波形，振幅在5V左右;而當通訊出現(xiàn)問題時，如出現(xiàn)終端電阻斷路，則電壓值由于反射波存在而變得很高;而當終端電阻出現(xiàn)短路時，電壓則低于正常值。

為了確定故障點，我們利用停機時間，將PROCENTEC公司的COMbricks檢測模塊安裝到網(wǎng)絡里面，利用檢測模塊設備自帶的ProfiTrace軟件通過以太網(wǎng)線連接COMbricks的頭站。診斷結果顯示整個傳動網(wǎng)絡通訊質(zhì)量比較差，各站點電壓在3.2V左右，部分站點電壓只有2.11V，且電壓波動比較厲害，電壓最小值只有0.2V。接著利用ProfiTrace軟件在其Oscilloscope image頁面中發(fā)現(xiàn)大部分站點波形中存在較大的干擾因素。

由于所有的風機傳動設備都在同一個網(wǎng)段中，傳動設備之間沒有任何的電氣隔離措施，一旦某一個站點的出現(xiàn)問題，都極有可能波及到其他設備，這就是為什么不同站點會出現(xiàn)網(wǎng)絡故障的原因。

3 風機傳動網(wǎng)絡改造

為了進一步確定故障點，同時將事故對生產(chǎn)的影響程度降低到最低，我們決定對原來的網(wǎng)絡進行重新劃分，同時在網(wǎng)絡中增加隔離器ProfiHub B5+，目的在于讓各支路站點實現(xiàn)徹底的電氣隔離，這樣在某一個站點出現(xiàn)問題的時候，只會導致該站點所在支路的其他站點出現(xiàn)問題，而不會影響其他支路站點，不僅便于故障點的排除，而且可以將損失降低到最小。

在經(jīng)過第一次改造后，首次發(fā)生問題的站點涉及到EV502和EV508，其它支路的站點沒有出現(xiàn)問題，說明改造的方向是正確的。隨后我們將存在問題的支路再次劃分，最終的網(wǎng)絡改造圖如圖1所示，之后我們對各站點的實時波形進行檢查，發(fā)現(xiàn)EV502處電壓存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，通過排查DP接頭連接情況，規(guī)范Profibus屏蔽連接而將問題解決。

經(jīng)過對風機傳動網(wǎng)絡進行改造后，由于隔離器ProfiHub B5+具備網(wǎng)絡隔離和信號增強的作用，大大提高的爐區(qū)傳動網(wǎng)絡運行穩(wěn)定性，且波形近似“四方形”波形，再也沒有出現(xiàn)網(wǎng)絡閃斷現(xiàn)象，各站點波形電壓值都提高到5V以上，符合通訊穩(wěn)定性要求。

4 結語

河鋼邯鋼高強連退線爐區(qū)風機傳動網(wǎng)絡的成功改造，解決了風機傳動網(wǎng)絡的通訊問題，提高了爐區(qū)風機傳動設備的運行穩(wěn)定性，保障了退火工藝的順利執(zhí)行。

整個故障處理過程中，通過使用COMbricks智能檢測模塊，使得PROFIBUS網(wǎng)絡檢測更加便捷，可以快速檢測整個網(wǎng)絡上每一個站點的實時狀況，包括節(jié)點電壓、波形、掉站情況等，使得網(wǎng)絡常見故障無處遁形，有利于現(xiàn)場PROFIBUS網(wǎng)絡故障的快速判斷和解決。

參考文獻：

[1]程金良，單恩芝，林海等.Profibus-DP網(wǎng)絡故障及診斷[J].冶金自動化，2013（7）：64-66.

作者簡介：

周恒龍（1984- ），男，工程師，2008年畢業(yè)于太原理工大學自動化專業(yè)，現(xiàn)從事退火爐維護工作。