Profibus—DP網與工業以太網常見故障淺析

宋曉靜

摘 要 本文介紹了河鋼承鋼公司工業自動化領域使用最廣泛的通信方式Profibus-DP網與工業以太網常見故障的解決防范。

關鍵詞 Profibus-DP網；工業以太網；常見故障

前言

Profibus-DP網與工業以太網技術一直順應著分散化、網絡化、智能化的技術特點發展著，近些年隨著工藝與技術的發展工業以太網的使用優勢有著取代Profibus-DP網的態勢，但是在工業特種環境下，Profibus-DP網穩定的性能及成熟的技術使其還一直活躍在河鋼承鋼公司生產線上，這就要求自動化電氣維護人員對這兩種通訊方式都能有著充分的了解，才能在日常維護和處理故障過程中游潤有余。

1 Profibus-DP網故障處理

1.1 網絡故障判斷依據

當現場出現設備不能動作或操作指令沒有反應時，先確認操作指令或傳動設備是否通過DP網絡傳送，檢查PLC的DP模板是否報通訊故障。

（1）網卡狀態檢查

① 觀察PLC上的CPU網卡狀態

1BF燈變紅表示DP總線1網絡故障；

2BF燈變紅表示DP總線2網絡故障。

② 觀察傳動裝置網卡上的3個狀態燈

紅燈閃爍：CBP板運行，電壓正常；

黃燈閃爍：與裝置交換無故障數據；

綠燈閃爍：通過PROFIBUS傳輸無故障的過程數據。

紅燈滅或亮：CBP卡斷電，更換CBP網卡或裝置；

黃燈滅或亮：無法與裝置交換數據；

綠燈滅或亮：無法通過PROFIBUS傳輸數據或未接PROFIBUS電纜或PROFIBUS電纜有問題。

③ DP網有問題的ET200從站，BF燈會變紅

（2）軟件診斷監視

進入STEP 7后點擊Hardware，選擇Online模式，檢查各分站的狀態，掉網的站會顯示灰色斜杠。

當出現CPU死機、外部（訪問錯誤 、模塊故障（SM、FM、CP）、I/O讀訪問錯誤、I/O寫訪問錯誤 、機架/站故障（進入和退出狀態）、擴展模塊的電源故障、DP 鏈故障連接鏈故障：IM 缺失或有故障，電纜斷路）故障等CPU運行狀態異常情況都需要檢查CPU的診斷信息，由于診斷信息的數量受限，最好在檢查診斷信息時先將診斷信息提前保存。

（3）線路檢查

根據軟件診斷和網卡狀態燈的變化情況檢查DP插頭與DP網絡電纜的連接是否牢固，電纜的屏蔽線是否完好及與地的連接是否接實；檢查ET200站的站地址撥碼是否撥錯；檢查DP網絡首尾兩個終端器的電阻是否為ON狀態，此時電阻值應為110歐姆；如果一個終端為ON，另一個終端為OFF，此時在OFF端測量（終端器的）電阻是否為220歐姆。如果此時為110歐姆，則中間站肯定有DP頭的終端電阻被置為ON狀態。檢查故障從站的DP網實際設置地址是否與PLC配置相等。

（4）軟件檢查

首先檢查主站CPU硬件配置是否丟失，CPU是否停止工作，電池是否報故障，然后檢查項目STEP7中的網絡設置及通訊程序是否被修改，以及傳動裝置中的通訊參數是否修改。

1.2 故障處理方法

因突發的通訊模板電源故障或干擾因素造成的模板自保護中斷通訊，可用機架斷電再上電的方法是否能恢復，如不能恢復，檢查外部模板供電電源是否正常，包括IO模板的電源；總線連接器連接是否連實，如都沒問題，對于主站的通訊模板，可更換模板；對于ET200可斷開DP電纜，關電源再上電，觀察ET200模板的狀態燈是否報SF故障，如還報可斷定模板損壞，更換模板（對于上電正常，使用一會還報故障的模板，最好更換）；對于線路檢查出的故障采用網線或處屏蔽接實、更換終端器等相應方法處理。

2 工業以太網故障處理

根據經驗發現多數網絡故障與硬件有關：比如電纜、RJ45頭、中繼器、Hub、Switch Hub和網卡等。

2.1 故障查找的一般規則

以太網的故障查找可分為5個步驟：

（1）收集所有可以收集到的有價值的信息，分析故障的現象。

（2）將故障定位到某一特定的網段，或者是單一獨立功能組（模塊），也可以是某一用戶。

（3）確認是特定的硬件故障還是軟件故障。

（4）故障定位與修復故障。

（5）驗證故障的排除。

2.2 故障查找應注意的事項

故障1、單個監控計算機不能訪問PLC服務器：

在控制面板的設備管理里檢查網卡的驅動是否正常，如驅動丟失或網卡設備顯示黃色；用PING+PLC的IP地址進行測試，如返回信息為Request timed out或Hardware error，檢查雙絞線 ；如同一交換機上的其他監控計算機都可PING通PLC，可對雙絞線RJ45頭重新壓線或給雙絞線換個交換機口。（有時本身的網口線路問題， WINDOWS會提示網線斷開）。

故障2、同一交換機上的所有監控計算機都不能訪問PLC服務器：

先做如下工作確認單機沒有問題：

重新冷啟動PC機（熱啟動不能復位全部的適配卡）；

確認PC機沒有本身的硬件故障；

確認所有的網絡電纜都連接正確；

確認所有的網卡驅動軟件都正常地裝入，沒有報告錯誤；

確認服務器或服務沒有改變，比如重新配置增加硬件或軟件；

做完以上工作后，使用PING命令測試同一交換機上的任兩臺監控計算機之間的通訊是否正常，如果任兩臺監控機之間都不能通，則可斷定是交換機出了問題，更換交換機；如果同一交換機上的任兩臺監控機之間都不能通，那么檢查光纖兩端的光纖收發器的收發狀態燈、收發器和交換機之間的雙絞線和RJ45頭是否壓的牢固；檢查PLC端的交換機和雙絞線（可通過測試工具或PING命令）；如果以上沒問題，查看PLC網卡的狀態燈，是否運行燈亮及發送和接受燈是否正常閃爍；檢測PLC以太網卡的電源及網卡與背板總線連接是否牢固，對PLC停電再重新上電，故障還沒有排除，更換以太網卡。