秦峰

摘 要：随着设备使用年限的递增，加上原本某些设计上的缺陷，使得设备PA网网络故障次数渐渐增加，而且现有的网络不能及时快速地检测出故障点，外加因为其为单线通信，设备间相互影响使得故障率高、生产不稳定。针对PA网上出现的问题进行一系列的调查研究和改造，希望降低PA网网络故障率。

关键词：PA网;网络故障;措施

在车间现场，某些主部机的过程仪表和执行器的数据通信都是通过PA网完成的，如果PA网络出现故障，整个生产工艺的闭环控制就会出现问题，使产品出现缺陷。

1    现状调查

（1）PA Coupler故障主要是因为PA网络短路或者接触不良，使得PA Coupler 的电源保护装置熔断，继而损坏;还有自然损坏网络闪断，网络闪断一般是因为接线有松动;网线暗断后在震动下分分合合，受到干扰。一般要把短路或者暗断的地方找出来比较困难，因为现在PA网络是所有仪表和执行器实行并联挂在PA Coupler下面的，所以一旦出现问题，要做很多测试才能准确找到故障点。

（2）PA总线主干和分支短路一般出现在网线的接线处和分线处，网线松脱误碰在一起。断路一般会出现在一分为二的分线接头，线叉会把网线的铜线弄断或者弄伤。

（3）挂在PA网下的设备故障一般无法修复，需直接更换备件。

（4）甚少发生总线终端丢失，一般是在维修时忘记选用终端才会出现的低级错误。

所以，一种稳定、可靠的连接方式和一种能快速寻找到故障点的网络结构是必需的。因此，通过原因分析，找到了需要改进的两大要因：（1）PA Coupler 内部故障;（2）分线器接触不良。

2    对策实施

因为PA Coupler和有源分线器（FDC 157-0 DP/PA）关系为上下挂的设备组件，以下为具体改造过程：

2.1  在硬件组态中安装一对两个8口分线器带PA Coupler冗余设备

（1）在硬件组态中插入IM 153-2。

在硬件目录中的“PROFIBUS--DP/PA Link”下，选择接口模块IM 153-2 OD并将其拖放到CPU的DP主站系统。

（2）在硬件组态中插入 FDC 157-0 DP/PA耦合器。在硬件目录中的“PROFIBUS--DP/PA Link”下，选择FDC157-0并将其拖放至IM 153-2接口模块的PROFIBUS PA主站系统。

（3）对FDC 157-设置环网冗余。在硬件组态里，右键单击FDC 157-0，选择菜单“Object Properties”打开FDC 157-0的属性对话框。在FDC157-0属性对话框中切换到“Parameter Assignment”标签。在“Station parameters Device-specific parameters”下，将参数“Redundancy mode”设置为“Ring redundancy”。设置参数“DP Interrupt Mode”设置为“DPV1”。点击“OK”关闭对话框。

（4）在硬件组态中插入两个FDC 157-0 DP/PA耦合器。在硬件目录中的“PROFIBUS-DP/PA Link”下，选择FDC157-0并将其拖放至IM 153-2接口模块的PROFIBUS PA主站系统，作为第二个FDC157-0。输入第二个FDC 157-0 DP/PA耦合器的PROFIBUS地址并设置环网冗余。

（5）编译保存硬件组态并下载至CPU中。在硬件组态中，点击“Save and Compile”按钮编译保存组态。点击“Load”按钮将组态下载至CPU。

（6）安装设备。

2.2  测试冗余

（1）环网冗余时的 LED 状态。电源已经供电;站点的CPU处于“RUN”模式;接口模块IM153-2和FDC157-0 DP/PA耦合器工作完好;PROFIBUS PA 上没有错误;FDC 157-0 DP/PA耦合器（左）的LED状态;FDC 157-0（左）是激活的DP/PA耦合器，提供供电并接收PROFIBUS PA信息。

（2）PROFIBUS PA故障时的LED状态图（见图1）演示了一个有源现场分配器连接至一对DP/PA耦合器，当PROFIBUS PA网络出现故障时模块上的LED状态。模拟在FDC 157-0（左）和有源现场分配器之间的主干线上出现了故障。

图1  其中一个PA Coupler故障时的LED灯状态

（1）FDC 157-0 DP/PA耦合器（左）的LED状态。由于本例中FDC 157-0（左）和有源现场分配器之间的主干线上存在故障，FDC 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状态。FDC157-0（右）变为激活的供电DP/PA耦合器并且接收PROFIBUS P信息。FDC157-0（右）的LED指示了该状态。

通过分支线连接到有源现场分配器的PROFIBUS PA现场设备继续运行没有出现中断。

2.3  铺设网线和与设备相连

保留原有的PA网线，按照设计的拓扑图装设PA网线。

3    效果检查

在7月份完成新网络架设后，从8月份到10月份共3个月进行了PA网络相关的故障统计。统计发现故障次数减至0次，达到了预期的效果。

[参考文献]

[1]廖常初.西门子工业通信网络组态编程与故障诊断[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]姜建芳.西门子工业通信工程应用技术[M].北京：机械工業出版社，2016.