基于PROFIBUS-DP的网络优化及应用

发表时间:2020/8/18   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷11期   作者:常云键 王泽宇
[导读] PROFIBUS-DP网络是一种在工业控制方面经常见到的工业总线型网络。
        摘要:PROFIBUS-DP网络是一种在工业控制方面经常见到的工业总线型网络。但是DP网络系统经常会出现网络闪电故障问题,直接影响到了工业的正常生产,有的时候甚至会造成非常严重的工业事故。因此,必须要去对其故障进行统计以及分析,查找容易引发故障的原因,并且对网络进行简化处理。减少容易出现故障的点的数量,并且安装一个中继器。有助于增强网络的传输能力,降低了网络出现故障的概率。并且安装了智能诊断仪,有助于帮助诊断网络的运行情况。对于一些故障可以提前发现,并且及时的预防,能够有效的为设备的运行提供保障。
        关键词:PROFIBUS-DP网络;网络优化以及应用
        以太网是460轧管厂管排锯各PLC之间的一个主要的通讯方式。460轧管厂管排锯的系统,其基础软件是由德国公司所编程的。其基础自动化的PLC可以进行网络的系统控制。通过德国SIEMENS公司的以太网接口,可以把PLC以及基础的自动化操作站和二级模型,三级计划系统等等进行一个数据连接,一级系统是由SIEMENS图形监控软件以及编程软件联合在一起,可以实现对工业过程的一个实时的监控。整个系统的从站包括钢管切割前的运输,钢管切割,钢管切割后的运输系统等等,整个DP网络可以通过400PLC跟各从站之间实现通讯和串联。
1、网络故障产生的原因
        在工业正常运行的过程当中,其网络出现故障的原因是比较多的。比方说生产环境,尤其是钢管制造的现场,其生产相对来说是比较恶劣的,经常处在一个高温和粉尘的环境下工作。这就容易导致控制网络受到一些其他因素的干扰。除此之外,通常来说,dp网络的从站是非常多的,并且构成也比较复杂,容易出现通讯不稳定的情况。网络设备由于长时间的未更新,也容易存在老化的现象,比方说现场的DP头,通讯模块等等。网络的走线不够规范,有的时候可以发现网络和动力电缆走的是同一个架桥。
2、网络故障的影响
        如果在钢管的运输或切割过程当中出现了网络故障的话,比方说网络出现闪断或者是直接断开的情况。这就很容易导致我们在不能够按照正常情况去生产。并且在钢管的切割过程中出现网络故障,也会影响锯片的使用寿命。如果是单独的出现从站出现掉站的情况处理的时候还是比较容易的。但是,如果出现DP紫缆老化或者是整个线路的虚接而造成的网络出现问题。我们是不能够立刻准确的去锁定他的故障点的,一般来说,比较常见的判断方法就是通过STEP7的硬件诊断来对现场的网络进行测试,但是如果使用这种方法的话,整个设备必须处于停车状态。而且以这样的方法来处理时间是非常长的,如果整个系统的从站比较多的话,那么网络的干扰源也会导致我们不能够去准确的锁定故障点。网络的干扰问题一直困扰着许多的工程技术人员,因为一旦出现网络问题,设备就会停机。没有办法生产就会给企业带来很大的损失。
3、解决问题的措施
        技术人员一直都在探索如何才能够保障网络的通讯质量,如何能够准确的去诊断总线所出现的故障,并且实现在检修的时候对网络进行检查,提前将可能会出现的问题处理掉。在本篇文章当中,将基于对于总线的理论研究的基础之上。归纳出如何对网络进行维护以及诊断,并且对这些方法进行了详细的说明,希望可以对网络的优化起到一定的作用。


3.1优化网络硬件设施
        (1)DP网络在连接的时候使用的是串联的方式,从PLC到第一个远程站之间的线缆是很长的,一般来说是大于100米的。为了能够保证信号不会因为距离而减退,保证数据的正常传输,一般我们会通过添加中继器来减少网络的丢包数量。
(2)由于整个网络连接方式是串联,所以说如果出现问题的话,整个网络都会面临瘫痪的风险。因此,我们可以把部分的串联网络改成星形拓扑结构,对不同类型的设备进行分段改造,这样如果一旦网络某一点出现问题的话,是不会影响到整个网络的及其它类型设备运营的,可以减小故障点对于整个网络的影响。
(3)我们可以把现场的每一个平台的操作箱集成到一个柜子里面。这样可以减少对于现场的操作箱的使用数量,把现场操作改成远程遥控,这样也能够减少故障点的数量。
(4)定期检查以及紧固DP插头,更换DP的线缆,测试整个线缆的网络信号。查看DP插头的终端电阻及紫缆的电线电压是否是正常的。
3.2优化网络软件设施
        (1)测试网络,主要的测试内容是要减少现场对于网络的一些干扰源。检查好DP的网线有没有跟动力电缆在同一个桥架槽内,避免因为动力电缆的情况而出现高压电磁场的干扰,影响到网络的运营效果。
(2)优化程序,在程序当中做好网络监控工作,然后把报警信号添加到PDA曲线里面,来对整个程序进行监控。这样我们可以通过PDA就可以查看整个通讯站的情况,也可以优化各从站的运行程序,能够对DP网络作延迟闪断的故障保护,当网络出现闪断的时候,从站也能够运营。并且可以通过监控找到网络的故障点在哪里对其进行及时的处理,避免因为网络出现停机事故。
(3)给网络系统安装一套系统监控模块,系统监控可以做到24小时不间断的对整个网络进行全时的检测。全天候的检查网络当中可能存在的一些安全隐患,可以最大程度上的保护网络不受其他因素的影响,保障网络运行的安全以及稳定。无论任何时候,只要网络出现了故障,设备都可以给予其最完整的诊断信息,并且可以捕捉到故障时的瞬间信号。无论在任何环境下,都可以对网络信号进行捕捉,并且将其故障部位记录下来。
4、结语
        我们可以从硬件以及软件上分别对DP网络系统进行优化,在优化之后,网络系统的维护效率可以达到最高。并且能够更加全面的检查其通讯系统,在通讯时也比较稳定。如果网络出现了故障,可以快速的锁定故障的原因,并且能够及时的对其进行处理,如果再次出现类似的问题的话,是不会影响生产的,并且能够减少炼钢停止的时间,也可以方便人员去处理,检查事故原因,确保炼钢可以稳定的运行。
[参考文献]
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[3]刘杰.诊断中继器在Profibus-DP网络诊断平台中的应用[J].冶金自动化,2015(12)        :        176-179.
[4]张岩.PROFIBUS-DP网络故障诊断及优化[].新媒体与信息科技,2016(7):        102-127.
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