秦峰

摘 要：隨著設(shè)備使用年限的遞增，加上原本某些設(shè)計(jì)上的缺陷，使得設(shè)備PA網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)故障次數(shù)漸漸增加，而且現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不能及時(shí)快速地檢測(cè)出故障點(diǎn)，外加因?yàn)槠錇閱尉€通信，設(shè)備間相互影響使得故障率高、生產(chǎn)不穩(wěn)定。針對(duì)PA網(wǎng)上出現(xiàn)的問題進(jìn)行一系列的調(diào)查研究和改造，希望降低PA網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)故障率。

關(guān)鍵詞：PA網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)故障;措施

在車間現(xiàn)場(chǎng)，某些主部機(jī)的過程儀表和執(zhí)行器的數(shù)據(jù)通信都是通過PA網(wǎng)完成的，如果PA網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，整個(gè)生產(chǎn)工藝的閉環(huán)控制就會(huì)出現(xiàn)問題，使產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。

1 ? ?現(xiàn)狀調(diào)查

（1）PA Coupler故障主要是因?yàn)镻A網(wǎng)絡(luò)短路或者接觸不良，使得PA Coupler 的電源保護(hù)裝置熔斷，繼而損壞;還有自然損壞網(wǎng)絡(luò)閃斷，網(wǎng)絡(luò)閃斷一般是因?yàn)榻泳€有松動(dòng);網(wǎng)線暗斷后在震動(dòng)下分分合合，受到干擾。一般要把短路或者暗斷的地方找出來比較困難，因?yàn)楝F(xiàn)在PA網(wǎng)絡(luò)是所有儀表和執(zhí)行器實(shí)行并聯(lián)掛在PA Coupler下面的，所以一旦出現(xiàn)問題，要做很多測(cè)試才能準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)。

（2）PA總線主干和分支短路一般出現(xiàn)在網(wǎng)線的接線處和分線處，網(wǎng)線松脫誤碰在一起。斷路一般會(huì)出現(xiàn)在一分為二的分線接頭，線叉會(huì)把網(wǎng)線的銅線弄斷或者弄傷。

（3）掛在PA網(wǎng)下的設(shè)備故障一般無法修復(fù)，需直接更換備件。

（4）甚少發(fā)生總線終端丟失，一般是在維修時(shí)忘記選用終端才會(huì)出現(xiàn)的低級(jí)錯(cuò)誤。

所以，一種穩(wěn)定、可靠的連接方式和一種能快速尋找到故障點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是必需的。因此，通過原因分析，找到了需要改進(jìn)的兩大要因：（1）PA Coupler 內(nèi)部故障;（2）分線器接觸不良。

2 ? ?對(duì)策實(shí)施

因?yàn)镻A Coupler和有源分線器（FDC 157-0 DP/PA）關(guān)系為上下掛的設(shè)備組件，以下為具體改造過程：

2.1 ?在硬件組態(tài)中安裝一對(duì)兩個(gè)8口分線器帶PA Coupler冗余設(shè)備

（1）在硬件組態(tài)中插入IM 153-2。

在硬件目錄中的“PROFIBUS--DP/PA Link”下，選擇接口模塊IM 153-2 OD并將其拖放到CPU的DP主站系統(tǒng)。

（2）在硬件組態(tài)中插入 FDC 157-0 DP/PA耦合器。在硬件目錄中的“PROFIBUS--DP/PA Link”下，選擇FDC157-0并將其拖放至IM 153-2接口模塊的PROFIBUS PA主站系統(tǒng)。

（3）對(duì)FDC 157-設(shè)置環(huán)網(wǎng)冗余。在硬件組態(tài)里，右鍵單擊FDC 157-0，選擇菜單“Object Properties”打開FDC 157-0的屬性對(duì)話框。在FDC157-0屬性對(duì)話框中切換到“Parameter Assignment”標(biāo)簽。在“Station parameters Device-specific parameters”下，將參數(shù)“Redundancy mode”設(shè)置為“Ring redundancy”。設(shè)置參數(shù)“DP Interrupt Mode”設(shè)置為“DPV1”。點(diǎn)擊“OK”關(guān)閉對(duì)話框。

（4）在硬件組態(tài)中插入兩個(gè)FDC 157-0 DP/PA耦合器。在硬件目錄中的“PROFIBUS-DP/PA Link”下，選擇FDC157-0并將其拖放至IM 153-2接口模塊的PROFIBUS PA主站系統(tǒng)，作為第二個(gè)FDC157-0。輸入第二個(gè)FDC 157-0 DP/PA耦合器的PROFIBUS地址并設(shè)置環(huán)網(wǎng)冗余。

（5）編譯保存硬件組態(tài)并下載至CPU中。在硬件組態(tài)中，點(diǎn)擊“Save and Compile”按鈕編譯保存組態(tài)。點(diǎn)擊“Load”按鈕將組態(tài)下載至CPU。

（6）安裝設(shè)備。

2.2 ?測(cè)試冗余

（1）環(huán)網(wǎng)冗余時(shí)的 LED 狀態(tài)。電源已經(jīng)供電;站點(diǎn)的CPU處于“RUN”模式;接口模塊IM153-2和FDC157-0 DP/PA耦合器工作完好;PROFIBUS PA 上沒有錯(cuò)誤;FDC 157-0 DP/PA耦合器（左）的LED狀態(tài);FDC 157-0（左）是激活的DP/PA耦合器，提供供電并接收PROFIBUS PA信息。

（2）PROFIBUS PA故障時(shí)的LED狀態(tài)圖（見圖1）演示了一個(gè)有源現(xiàn)場(chǎng)分配器連接至一對(duì)DP/PA耦合器，當(dāng)PROFIBUS PA網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)模塊上的LED狀態(tài)。模擬在FDC 157-0（左）和有源現(xiàn)場(chǎng)分配器之間的主干線上出現(xiàn)了故障。

圖1 ?其中一個(gè)PA Coupler故障時(shí)的LED燈狀態(tài)

（1）FDC 157-0 DP/PA耦合器（左）的LED狀態(tài)。由于本例中FDC 157-0（左）和有源現(xiàn)場(chǎng)分配器之間的主干線上存在故障，F(xiàn)DC 157-0（左）不再能接收PROFIBUS PA信息。FDC 157-0（左）上的LED指示了故障。

（2）FDC 157-0 DP/PA耦合器（右）的LED狀態(tài)。FDC157-0（右）變?yōu)榧せ畹墓╇奃P/PA耦合器并且接收PROFIBUS P信息。FDC157-0（右）的LED指示了該狀態(tài)。

通過分支線連接到有源現(xiàn)場(chǎng)分配器的PROFIBUS PA現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行沒有出現(xiàn)中斷。

2.3 ?鋪設(shè)網(wǎng)線和與設(shè)備相連

保留原有的PA網(wǎng)線，按照設(shè)計(jì)的拓?fù)鋱D裝設(shè)PA網(wǎng)線。

3 ? ?效果檢查

在7月份完成新網(wǎng)絡(luò)架設(shè)后，從8月份到10月份共3個(gè)月進(jìn)行了PA網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的故障統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)故障次數(shù)減至0次，達(dá)到了預(yù)期的效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]廖常初.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)組態(tài)編程與故障診斷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]姜建芳.西門子工業(yè)通信工程應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.