PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線分析

　　為了便于分析，圖1中的網(wǎng)絡(luò)只是示意圖，總共有三個(gè)網(wǎng)段，只有一個(gè)CPU，從站故障多發(fā)生于網(wǎng)段1中CPU右邊的22個(gè)從站設(shè)備中。
　　由于PROFIBUS通信是電壓差分信號(hào)，故障發(fā)生在哪一個(gè)網(wǎng)段只是結(jié)果并不能判斷故障源。先使用Amprolyzer （PROFIBUS報(bào)文測(cè)試軟件，可以在西門子網(wǎng)站上下載）軟件對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)有報(bào)文錯(cuò)誤。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試最頭疼的就是由多個(gè)網(wǎng)段組成的網(wǎng)絡(luò)，必須單獨(dú)測(cè)量，檢查的方法也很簡(jiǎn)單，就是排除法。首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分拆，屏蔽網(wǎng)段2，再在CPU上使用終端電阻隔開CPU左邊的36個(gè)從站，這樣可以排除網(wǎng)段間的相互干擾。最后發(fā)現(xiàn)大量的錯(cuò)誤報(bào)文還是由CPU右邊22個(gè)從站設(shè)備發(fā)出，這樣就確定了故障的網(wǎng)段。
　　首先檢查接地，表面看每個(gè)站點(diǎn)都接地良好，因?yàn)闆]有考慮到接地電阻，接地線分布等原因，這些問題對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)調(diào)試是不可能的事情，所以就算接地良好。
　　其次查看是否符合PROFIBUS安裝規(guī)范，包括站點(diǎn)間距離、是否有分支等，看了半天也沒查出原因，就算是沒問題吧，因?yàn)椴榭疵恳粋€(gè)接頭是否虛接同樣不現(xiàn)實(shí)。都沒有問題，現(xiàn)場(chǎng)了解，在CPU右邊22個(gè)從站設(shè)備的網(wǎng)段中進(jìn)行過改造，添加了新設(shè)備，有一個(gè)站點(diǎn)添加在原網(wǎng)段，后面又添加了一個(gè)中繼器用于擴(kuò)展和隔離，檢查了也沒有發(fā)現(xiàn)問題，那么問題出現(xiàn)在哪里呢？
　　表面看不出來，只能通過示波器查看一下通信的物理信號(hào)，例如是否受到信號(hào)干擾以及PROFIBUS安裝問題等，使用示波器查看的波形圖如圖2所示，

　　在波形上可以看到明顯的信號(hào)反射，通過時(shí)間與信號(hào)傳輸速度的關(guān)系，計(jì)算到反射的位置距離主站大于70米，而70米處正是添加新設(shè)備的位置，再去現(xiàn)場(chǎng)重新檢查，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的安裝現(xiàn)象，如圖3所示。

　　現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)最后使用中繼器與新加站點(diǎn)隔開，由于安裝空間問題，還有一個(gè)站點(diǎn)在中繼器前安裝，然后再連接到中繼器，連接從站到中繼器的電纜與原電纜不匹配，一個(gè)新的，一個(gè)是舊的，電纜訂貨號(hào)居然不同，難道問題出在這里？使用終端電阻將使用新通信電纜的站點(diǎn)隔離，再看信號(hào)波形圖，反射信號(hào)消失了，問題找到了，使用一段多余的舊線替換新線后，錯(cuò)誤報(bào)文很少出現(xiàn)。真是沒有想到，一小段電纜居然造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。
　　如果通信電纜的特征阻抗不匹配，通信信號(hào)就會(huì)發(fā)生反射，如果通信距離較長(zhǎng)，在末端出現(xiàn)反射，對(duì)通信造成的危害更大，即使電纜參數(shù)相同，但是廠商不同，特征電阻也會(huì)有偏差（手冊(cè)中標(biāo)有誤差范圍為正負(fù)10%，所以最大偏差20%），如果在長(zhǎng)距離使用非PROFIBUS協(xié)會(huì)的電纜，通信質(zhì)量就更難保證，圖4的安裝不能說錯(cuò)誤，但是應(yīng)注意上述的問題。

　　　如果現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)有困難，應(yīng)在兩種電纜交匯處使用中繼器隔開。