Profibus—DP网与工业以太网常见故障浅析

宋晓静

摘 要 本文介绍了河钢承钢公司工业自动化领域使用最广泛的通信方式Profibus-DP网与工业以太网常见故障的解决防范。

关键词 Profibus-DP网；工业以太网；常见故障

前言

Profibus-DP网与工业以太网技术一直顺应着分散化、网络化、智能化的技术特点发展着，近些年随着工艺与技术的发展工业以太网的使用优势有着取代Profibus-DP网的态势，但是在工业特种环境下，Profibus-DP网稳定的性能及成熟的技术使其还一直活跃在河钢承钢公司生产线上，这就要求自动化电气维护人员对这两种通讯方式都能有着充分的了解，才能在日常维护和处理故障过程中游润有余。

1 Profibus-DP网故障处理

1.1 网络故障判断依据

当现场出现设备不能动作或操作指令没有反应时，先确认操作指令或传动设备是否通过DP网络传送，检查PLC的DP模板是否报通讯故障。

（1）网卡状态检查

① 观察PLC上的CPU网卡状态

1BF灯变红表示DP总线1网络故障；

2BF灯变红表示DP总线2网络故障。

② 观察传动装置网卡上的3个状态灯

红灯闪烁：CBP板运行，电压正常；

黄灯闪烁：与装置交换无故障数据；

绿灯闪烁：通过PROFIBUS传输无故障的过程数据。

红灯灭或亮：CBP卡断电，更换CBP网卡或装置；

黄灯灭或亮：无法与装置交换数据；

绿灯灭或亮：无法通过PROFIBUS传输数据或未接PROFIBUS电缆或PROFIBUS电缆有问题。

③ DP网有问题的ET200从站，BF灯会变红

（2）软件诊断监视

进入STEP 7后点击Hardware，选择Online模式，检查各分站的状态，掉网的站会显示灰色斜杠。

当出现CPU死机、外部（访问错误 、模块故障（SM、FM、CP）、I/O读访问错误、I/O写访问错误 、机架/站故障（进入和退出状态）、扩展模块的电源故障、DP 链故障连接链故障：IM 缺失或有故障，电缆断路）故障等CPU运行状态异常情况都需要检查CPU的诊断信息，由于诊断信息的数量受限，最好在检查诊断信息时先将诊断信息提前保存。

（3）线路检查

根据软件诊断和网卡状态灯的变化情况检查DP插头与DP网络电缆的连接是否牢固，电缆的屏蔽线是否完好及与地的连接是否接实；检查ET200站的站地址拨码是否拨错；检查DP网络首尾两个终端器的电阻是否为ON状态，此时电阻值应为110欧姆；如果一个终端为ON，另一个终端为OFF，此时在OFF端测量（终端器的）电阻是否为220欧姆。如果此时为110欧姆，则中间站肯定有DP头的终端电阻被置为ON状态。检查故障从站的DP网实际设置地址是否与PLC配置相等。

（4）软件检查

首先检查主站CPU硬件配置是否丢失，CPU是否停止工作，电池是否报故障，然后检查项目STEP7中的网络设置及通讯程序是否被修改，以及传动装置中的通讯参数是否修改。

1.2 故障处理方法

因突发的通讯模板电源故障或干扰因素造成的模板自保护中断通讯，可用机架断电再上电的方法是否能恢复，如不能恢复，检查外部模板供电电源是否正常，包括IO模板的电源；总线连接器连接是否连实，如都没问题，对于主站的通讯模板，可更换模板；对于ET200可断开DP电缆，关电源再上电，观察ET200模板的状态灯是否报SF故障，如还报可断定模板损坏，更换模板（对于上电正常，使用一会还报故障的模板，最好更换）；对于线路检查出的故障采用网线或处屏蔽接实、更换终端器等相应方法处理。

2 工业以太网故障处理

根据经验发现多数网络故障与硬件有关：比如电缆、RJ45头、中继器、Hub、Switch Hub和网卡等。

2.1 故障查找的一般规则

以太网的故障查找可分为5个步骤：

（1）收集所有可以收集到的有价值的信息，分析故障的现象。

（2）将故障定位到某一特定的网段，或者是单一独立功能组（模块），也可以是某一用户。

（3）确认是特定的硬件故障还是软件故障。

（4）故障定位与修复故障。

（5）验证故障的排除。

2.2 故障查找应注意的事项

故障1、单个监控计算机不能访问PLC服务器：

在控制面板的设备管理里检查网卡的驱动是否正常，如驱动丢失或网卡设备显示黄色；用PING+PLC的IP地址进行测试，如返回信息为Request timed out或Hardware error，检查双绞线 ；如同一交换机上的其他监控计算机都可PING通PLC，可对双绞线RJ45头重新压线或给双绞线换个交换机口。（有时本身的网口线路问题， WINDOWS会提示网线断开）。

故障2、同一交换机上的所有监控计算机都不能访问PLC服务器：

先做如下工作确认单机没有问题：

重新冷启动PC机（热启动不能复位全部的适配卡）；

确认PC机没有本身的硬件故障；

确认所有的网络电缆都连接正确；

确认所有的网卡驱动软件都正常地装入，没有报告错误；

确认服务器或服务没有改变，比如重新配置增加硬件或软件；

做完以上工作后，使用PING命令测试同一交换机上的任两台监控计算机之间的通讯是否正常，如果任两台监控机之间都不能通，则可断定是交换机出了问题，更换交换机；如果同一交换机上的任两台监控机之间都不能通，那么检查光纤两端的光纖收发器的收发状态灯、收发器和交换机之间的双绞线和RJ45头是否压的牢固；检查PLC端的交换机和双绞线（可通过测试工具或PING命令）；如果以上没问题，查看PLC网卡的状态灯，是否运行灯亮及发送和接受灯是否正常闪烁；检测PLC以太网卡的电源及网卡与背板总线连接是否牢固，对PLC停电再重新上电，故障还没有排除，更换以太网卡。