拉弯矫现场总线故障的诊断及处理

2017-07-18赵平

中国设备工程 2017年13期

关键词：总线通讯报警

赵平

（江苏苏铝铝业有限公司，江苏徐州 221007）

拉弯矫现场总线故障的诊断及处理

赵平

（江苏苏铝铝业有限公司，江苏徐州 221007）

针对拉弯矫控制系统的现场总线通信，介绍了其控制系统的硬件配置、PROFIBUS-DP控制网络；在生产运行中，网络通信故障的表现、产生的原因，故障的检查、诊断方法及相应处理措施。

硬件配置；PROFIBUS-DP；故障原因；故障诊断；故障处理；BF灯

随着国内外铝加工行业的高速发展，铝加工设备的自动化水平越来越高，客户对铝板、带、箔的板形、板面要求也越来越苛刻。精整设备拉弯矫，通过对板、带、箔拉伸、矫直，使其内部应力趋于均匀，起到消除或减轻铝板带箔在冷加工过程中产生单、双边、中间及两肋波浪，潜在板形不良等缺陷的作用。

1 控制系统

1.1 系统介绍

拉弯矫控制系统采用西门子高性能的CPU317-2PN/DP,实现PLC和驱动系统、其他各从站以Profibus-DP协议进行通讯,其硬件组态如图1，由CPU317-2PN/DP及机架、15个ABB直流驱动系统、4个分布式I/O从站ET200M（接口模块IM153-1）和6个ET200S(接口模块IM151-1)组成的PROFIBUSDPmastersystem，速率为1.5Mbps。HMI人机界面（参数的设置、运行数据的显示，交直流合、分闸操作及报警显示等用WinCCflexible软件进行组态，下载到MP277触摸屏上）通过以太网与PLC进行通讯。

图1 S7300硬件组态

1.2 PROFIBUS-DP协议

PROFIBUS-DP协议用于PLC与分布式I/O和现场设备的高速数据的通讯，在制造业生产自动化系统中的单元级和现场级，PROFIBUS-DP现场总线应用最为广泛。

2 通讯故障及处理方法

设备在运行中出现通讯故障，CPU模块上“BF”灯点亮为红色，或瞬间点亮为红色后又熄灭，恢复为正常状态。由于通讯故障的出现，设备无法正常工作。

2.1 CPU模块上“BF”灯常亮故障

机组在生产运行中，机组突然停机，CPU模块上“BF”灯点亮后为红色，始终亮着不熄灭，机组无法再运行。

2.1.1 故障产生的原因及处理方法

可能产生的原因有：（1）总线连接器故障。（2）接口模块故障。（3）电源故障。（4）总线断线(总线连接器处压接线断)。（5）外部I/O线路故障。（6）直流驱动模块通讯故障，在人机界面HMI上和操作台直流故障灯会直接显示。

2.1.2 故障检查、处理方法

针对上述故障，诊断方法有：（1）直接检查各从站接口模块，哪个或几个亮红灯。（2）可使用SIMATIC Manager管理器打开项目文件，与CPU“在线后，打开“Module Information”窗口，查看“diagnostic Buffer”标签内的历史记录，里面详细记录了通信故障的Profibus-DP从站机架地址编号。如图2显示从站机架地址编号为11（stationnumber:11）。

故障处理：（1）如果是总线连接器、接口模块、电源模块等硬件损坏，直接更换。（2）如果是总线连接器处压接线断，按标准规范重新压接。（3）如果是外部I/O线路接地或短路把电源电压拉低，查出故障点进行处理。（4）如果是直流驱动模块通讯故障，检查相应的直流驱动装置、通讯模块和总线连接器及其压接线，硬件损坏直接更换。

图2 S7300在线硬件诊断

2.2 CPU模块上“BF”灯瞬间点亮为红色后又恢复为正常状态的通讯故障

该类故障，一般机组在生产运行中，网络通讯故障瞬间出现，导致设备或机组停机，CPU模块上“BF”灯瞬间点亮为红色后又恢复为正常状态，重新运行后，一切都正常。该类通讯故障信息的捕捉需借助SIMATIC Manager管理器软件。

2.2.1 故障产生的原因及处理方法

可能产生的原因有：（1）硬件老化，如总线连接器、接口模块、PROFIBUS电缆等硬件老化，导致其抗干扰能力下降，性能的可靠性、稳定性变差。（2）总线连接器压线或与接口模块接触不良，使其在某些条件下，导致故障的出现。（3）I/O点的信号采集的控制电缆线破皮，导致瞬间短路或接地拉低了电压后又恢复正常。（4）总线上的屏蔽层接地地阻偏大或接地引线接触不良，及电缆间耦合电压偏大等。

2.2.2 故障检查诊断、处理方法

第一，检查、诊断方法有：使用SIMATIC Manager管理器打开项目文件，与CPU“在线后，打开“Module Information”窗口，查看“diagnostic Buffer”的历史记录，如图2，详细记录了报警的序号、CPU内部时间和日期、报警事件。用鼠标点击相应的报警事件，在其下面灰色的背景框内显示报警事件引起的原因、类型、报警站点地址编号或组织块号数等详细情况。

对于同一时间有多个报警事件，为了便于比较、分析，可将历史记录导出，用记事本打开，如图3。

检查故障站点、故障类型及故障出现站点和类型是否有重复性等。另外，通过在中断程序OB82(诊断中断)、OB85（优先级错误中断）、OB86（机架故障中断）、OB122（I/O访问错误中断）中编写记录和处理故障的程序，以便于在出现故障时，能够迅速查明故障原因、快速进行处理。

图3 S7300故障诊断记录

第二，故障处理：①出现故障的站点，硬件老化更换相应的硬件；②总线上有总线连接器压线或其与接口模块有接触不良现象，按规范标准处理；③I/O点的信号采集的控制电缆线，更换相应的信号采集线缆；④总线上的屏蔽层接地电阻偏大或与接地引线接触不良，与通讯电缆间耦合电压偏大等，按规范标准进行重新压接、重新接地、多处重复接地处理。