基于PROFIBUS的系統(tǒng)診斷技術(shù)

　　價(jià)值工程推動(dòng)診斷技術(shù)的發(fā)展

　　從這張圖表上來(lái)看，如果我們用價(jià)值工程學(xué)的方法來(lái)評(píng)估一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的生命周期，我們可以把其分為設(shè)備安裝階段、系統(tǒng)調(diào)試階段、設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行階段以及老化維修階段。一般意義上講，最終用戶和業(yè)主只能在設(shè)備投入生產(chǎn)運(yùn)行以后才能從自動(dòng)化系統(tǒng)中獲得收益，而用戶的投資則在安裝的初期為最大，隨著設(shè)備采購(gòu)數(shù)量的減小而減小。在進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)試階段以后，主要的費(fèi)用為調(diào)試工程技術(shù)人員和生產(chǎn)時(shí)間的占用。其中調(diào)試周期越長(zhǎng)，則生產(chǎn)投運(yùn)就越晚，帶來(lái)的損失和投入就越大。而進(jìn)入設(shè)備老化和維護(hù)階段費(fèi)用又有所上升，這主要是由于產(chǎn)品的老化和配件的支出。我們期待著使用全集成自動(dòng)化技術(shù)特別是SIMATIC的基于PROFIBUS 的系統(tǒng)診斷技術(shù)，為用戶和業(yè)主在安裝階段、調(diào)試階段以及設(shè)備老化階段創(chuàng)造更多的利潤(rùn)和效益。從設(shè)備安裝階段來(lái)看，如果能夠有效的縮短安裝周期，提高安裝質(zhì)量，最多可以減少8%左右的安裝費(fèi)用。進(jìn)入調(diào)試階段如果能夠有效的加快調(diào)試進(jìn)度通?？梢钥s短整個(gè)工期的10%，也就意味著生產(chǎn)可以提前進(jìn)行。當(dāng)然，在設(shè)備投入生產(chǎn)運(yùn)行階段減少停機(jī)時(shí)間是用戶特別是一線維修維護(hù)人員最關(guān)心的問(wèn)題。進(jìn)入老化維修階段以后，我們的目標(biāo)是硬件故障可以在5分鐘之內(nèi)排除，這樣就可以大大的減小現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的工作量，提高自動(dòng)化系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。

　　診斷技術(shù)必須為項(xiàng)目生命周期全過(guò)程服務(wù)

　　SIMATIC 的基于PROFIBUS的診斷技術(shù)能夠優(yōu)化自動(dòng)化系統(tǒng)的價(jià)值工程，它可以為整個(gè)項(xiàng)目的生命周期提供支持。從設(shè)備的安裝，系統(tǒng)的調(diào)試以及系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)階段，系統(tǒng)診斷技術(shù)可以為安裝工程師、調(diào)試工程師提供豐富詳細(xì)的系統(tǒng)診斷信息；可以對(duì)設(shè)備操作員、一線電器維護(hù)人員以及生產(chǎn)設(shè)備的管控人員提供精確詳細(xì)的設(shè)備診斷信息。并且，由于全集成自動(dòng)化的特點(diǎn)，這些診斷信息可以非常輕松的以圖形化的方式有效的、迅速的顯示在人機(jī)界面上。

　　我們知道PROFIBUS是一套低電壓、高頻的時(shí)差分信號(hào)系統(tǒng)。因此，通訊電纜的連接質(zhì)量和信號(hào)品質(zhì)就顯得尤為重要。據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，95%的系統(tǒng)安裝錯(cuò)誤和通訊問(wèn)題都是由通訊電纜連接不當(dāng)造成的。因此，西門(mén)子公司提供了一整套快速有效的連接方案。其中包括特殊設(shè)計(jì)的快速連接電纜，快速連接接頭，以及快速剝線工具。在這張圖上我們可以看到，根據(jù)選定的快速連接接頭的型號(hào)，我們可以非常容易的在剝線工具上測(cè)量出需要?jiǎng)兙€的長(zhǎng)度，然后由于剝線工具當(dāng)中內(nèi)置的多層刀片可以非常精確的將保護(hù)層、屏敝層和支持層的電纜一次剝?nèi)?，通過(guò)這種方式，可以杜絕由于屏敝層的長(zhǎng)度不足或者通訊線過(guò)長(zhǎng)引起的電磁兼容性問(wèn)題。

　　在調(diào)試階段最主要的工作就是如何迅速有效的優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊關(guān)系，排除錯(cuò)誤源。

　　手持式總線物理測(cè)試儀BT200是專門(mén)針對(duì)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)連接質(zhì)量的評(píng)估而設(shè)計(jì)的。BT200的設(shè)計(jì)對(duì)象是現(xiàn)場(chǎng)的電器施工人員。因此，通過(guò)簡(jiǎn)單的 LED顯示和清晰明了的按扭設(shè)計(jì)一般的電器人員不需要非常專業(yè)的PROFIBUS通訊和網(wǎng)絡(luò)知識(shí)背景就可以能夠獨(dú)立的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估和檢查，通過(guò)離線模式將檢測(cè)的結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。BT200手持式總線物理測(cè)試儀能夠非常簡(jiǎn)單的完成對(duì)于總線電纜的斷線故障、短路故障、電壓波動(dòng)進(jìn)行檢查，同時(shí)通過(guò)定位電纜反射的技術(shù)可以判定電纜的長(zhǎng)度，這樣，就能夠解決大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)連接的錯(cuò)誤。對(duì)于連接到PROFIBUS總線上的單個(gè)設(shè)備，測(cè)試儀也能夠?qū)λ鼈兊腜ROFIBUS接口電路進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試儀內(nèi)部，已經(jīng)集成了RS485驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)置了5伏電壓和RTS信號(hào)。手持式總線物理測(cè)試儀可以自動(dòng)偵測(cè)所有現(xiàn)場(chǎng)可訪問(wèn)站點(diǎn)，并生成活動(dòng)站列表。目前，測(cè)試儀支持多種語(yǔ)言版本。

　　所有的檢測(cè)結(jié)果都可以非常輕松的通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電纜傳輸?shù)絇C機(jī)上，BT200附帶的專用軟件包可以有效的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

　　測(cè)試報(bào)告可以包括系統(tǒng)總纜單個(gè)通訊結(jié)點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果以及電纜連接品質(zhì)報(bào)告。這些報(bào)告可以作為工程驗(yàn)收和質(zhì)量控制的技術(shù)依據(jù)。

　　除了手持式的測(cè)試儀我們還可以利用STEP7集成的診斷功能對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析。首先，我們可以通過(guò)STEP7上載當(dāng)前的總線配置，它的工作過(guò)程是這樣的：STEP7自動(dòng)偵測(cè)連接到PROFIBUS上的所有可訪問(wèn)站點(diǎn)，然后確認(rèn)每一個(gè)活動(dòng)站的狀態(tài)，讀取活動(dòng)站的實(shí)際組態(tài)信息。這些信息被存儲(chǔ)在STEP7 的緩存區(qū)里，工程師可以通過(guò)連接在線的方式對(duì)所有的信息進(jìn)行訪問(wèn)。由于不需要啟動(dòng)PROFIBUS主站就可以完成上述工作，因此工程師可以有選擇的對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)工藝段和自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

STEP7還可以對(duì)PROFIBUS主站的診斷緩存區(qū)進(jìn)行訪問(wèn)。由于每一個(gè)連接在現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備都會(huì)發(fā)送相應(yīng)的診斷報(bào)文到PROFIBUS主站，因此，在緩存區(qū)內(nèi)工程師可以發(fā)現(xiàn)所有想了解的診斷事件的詳細(xì)內(nèi)容。這些診斷事件被分成兩大類，一大類是由于現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)儲(chǔ)發(fā)的外部事件，另一大類是由系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)發(fā)的內(nèi)部事件。所有的事件都附帶有時(shí)間標(biāo)簽（包括月、日、年、小時(shí)、分鐘、秒和毫秒）每一個(gè)診斷事件都包含了一定長(zhǎng)度的詳細(xì)信息描述，因此，工程師可以準(zhǔn)確的通過(guò)時(shí)間來(lái)分析診斷事件發(fā)生的原因、位置并制定出相應(yīng)的對(duì)策。用戶還可以自己定義一些用戶事件，在某些條件滿足的時(shí)候，發(fā)送診斷報(bào)文到PROFIBUS主站。

　　通過(guò)STEP7這樣的工程軟件，工程師可以非常容易的完成項(xiàng)目的調(diào)試，那么在設(shè)備的運(yùn)行階段對(duì)于最終用戶和一線的操作維護(hù)人員，系統(tǒng)診斷功能主要要滿足迅速定位故障，減小停機(jī)時(shí)間。