摘要:本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的一些影響PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線不穩(wěn)定的因素和可能引起不穩(wěn)定現(xiàn)象的因素，從四個(gè)方面提出了一些切實(shí)可行的對(duì)策措施，供致力于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的人員探討。

關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)總線 通訊 穩(wěn)定 對(duì)策

0 引言

現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS是工業(yè)通信系統(tǒng)，它是使用一類傳輸介質(zhì)(如具有位串傳輸?shù)你~纜、光纖或無(wú)線等)，用比特串傳輸，將分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器、變送器及各種現(xiàn)場(chǎng)儀表等)連接到中央控制或管理系統(tǒng)。作為一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，因其通信速率快、系統(tǒng)安全、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，已被廣泛的應(yīng)用到煙草行業(yè)許多煙廠，它確實(shí)實(shí)現(xiàn)了工藝控制由結(jié)果控制向過(guò)程控制的轉(zhuǎn)變，由控制指標(biāo)向控制參數(shù)轉(zhuǎn)變;由人工控制經(jīng)驗(yàn)決策向自動(dòng)控制科學(xué)決策轉(zhuǎn)變，提高了自動(dòng)化過(guò)程生產(chǎn)力和靈活性，但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，如溫差、濕度變化大(使用蒸汽及無(wú)空調(diào)環(huán)境)、粉塵多、電磁干擾強(qiáng)等因素及使用一段時(shí)間后設(shè)備出現(xiàn)的老化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而影響數(shù)據(jù)的可靠傳輸，這將會(huì)造成設(shè)備的突然停機(jī)，影響生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量。本文根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的一些影響PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線不穩(wěn)定的因素和可能引起不穩(wěn)定現(xiàn)象的因素，從四個(gè)方面提出了一些切實(shí)可行的對(duì)策措施，供致力于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的人員探討。

1 網(wǎng)絡(luò)的電氣干擾

實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)造成電氣干擾的原因很多，如變頻器的干擾，地線接觸不良，交流電源的信號(hào)干擾，設(shè)備振動(dòng)的干擾等。

提高抗干擾能力的對(duì)策措施:

1.1 對(duì)因設(shè)計(jì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)I/O柜內(nèi)的變頻器可考慮把變頻器移到I/O柜外，對(duì)因變頻器到電機(jī)沒(méi)有采用屏蔽電纜線的可考慮更換為屏蔽電纜線，以減少變頻器對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾。

1.2 在接地網(wǎng)線達(dá)到規(guī)范的前提下，應(yīng)確保PROFIBUS電纜的屏蔽層在每個(gè)站點(diǎn)都可靠接地，在兩端的接地應(yīng)使用盡可能大面積的屏蔽壓板，以保證地對(duì)大地的良好導(dǎo)電性。

1.3 應(yīng)避免數(shù)據(jù)線與所用電力電纜敷設(shè)在同一橋架內(nèi)，盡量避免其它電纜與現(xiàn)場(chǎng)總線電纜敷設(shè)在同一線槽內(nèi)，并盡可能保持一定的距離，如不可避免時(shí)，可考慮把這些電纜套上帶金屬屏蔽的絕緣套管。

1.4 應(yīng)盡可能避免網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝在振動(dòng)的設(shè)備上或其附近區(qū)域，以減少設(shè)備振動(dòng)干擾帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其元器件工作的不穩(wěn)定。

1.5 利用網(wǎng)絡(luò)中繼器可以抗干擾隔離的功能，可在適當(dāng)位置增加網(wǎng)絡(luò)中繼器，從而提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾的能力。

2 元器件的不穩(wěn)定性

元器件的不穩(wěn)定性分為本身網(wǎng)絡(luò)元器件不穩(wěn)定和網(wǎng)段中其它一些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的元器件不穩(wěn)定。

元器件不穩(wěn)定性的對(duì)策措施:

2.1 應(yīng)確保本身網(wǎng)絡(luò)元器件工作的穩(wěn)定性，首先應(yīng)選用接線、運(yùn)行可靠的總線電纜、總線電纜連接器、網(wǎng)絡(luò)中繼器及通訊模塊等網(wǎng)絡(luò)元器件，其次在安裝、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)元器件時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照《可編程序控制器硬件和安裝手冊(cè)》中的要求，使用專用工具仔細(xì)、認(rèn)真的規(guī)范安裝接線，最后應(yīng)定期檢查網(wǎng)絡(luò)元器件接線的可靠性及網(wǎng)絡(luò)連接器終端電阻設(shè)置的可靠性，及時(shí)更換穩(wěn)定性差的網(wǎng)絡(luò)元器件。

2.2 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的元器件不穩(wěn)定性應(yīng)通過(guò)一些網(wǎng)絡(luò)診斷工具及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換，如同一網(wǎng)段中的變頻器、水份儀、流量計(jì)、電子皮帶秤等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通訊網(wǎng)卡或通訊模塊運(yùn)行不穩(wěn)定，以及由于這些設(shè)備本身的電源部分元器件而引起的自身通訊網(wǎng)卡或通訊模塊運(yùn)行的不穩(wěn)定，就很容易造成這一網(wǎng)段總線系統(tǒng)的不穩(wěn)定。如生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中使用的高比公司828水份儀，當(dāng)其5V電源低于4.7V時(shí)，就會(huì)引起其通訊網(wǎng)卡工作不穩(wěn)定。因此應(yīng)經(jīng)常檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備這些元器件工作的穩(wěn)定運(yùn)行情況。

3 設(shè)備出現(xiàn)的老化

當(dāng)總線系統(tǒng)設(shè)備使用一段時(shí)間后，都會(huì)出現(xiàn)程度不同的老化現(xiàn)象，造成設(shè)備絕緣性能的降低，因此就有可能會(huì)降低其抗干擾的能力和傳輸信號(hào)的能力，進(jìn)而影響到PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

設(shè)備出現(xiàn)老化后的對(duì)策措施:

3.1 如條件許可，應(yīng)盡可能更換老化較嚴(yán)重的設(shè)備。

3.2 如網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的設(shè)置可以降低，同時(shí)又不影響網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸，可將網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率改低一級(jí)，從而提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾的能力。修改時(shí)，應(yīng)將該網(wǎng)段所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的傳輸速率改為同一速率。

3.3 利用網(wǎng)絡(luò)中繼器可以放大信號(hào)和抗干擾隔離的功能，可在適當(dāng)位置增加網(wǎng)絡(luò)中繼器，從而提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾的能力和傳輸信號(hào)的能力。

3.4 利用網(wǎng)絡(luò)中繼器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓δ埽梢酝ㄟ^(guò)改變總線電纜的接法，來(lái)改變網(wǎng)絡(luò)的總線結(jié)構(gòu)，如可以利用網(wǎng)絡(luò)中繼器把總線結(jié)構(gòu)改為“樹(shù)形”或“星形”結(jié)構(gòu)，盡量把不參與過(guò)程控制的一些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備放在一個(gè)分支的網(wǎng)段內(nèi)，從而提高該網(wǎng)段總線的穩(wěn)定性。

3.5 如條件許可，可以通過(guò)改變總線電纜的走向，盡量縮短節(jié)點(diǎn)之間的距離，來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾的能力和傳輸信號(hào)的能力。

4 周圍的環(huán)境影響

許多網(wǎng)絡(luò)電器設(shè)備元器件如可編程序控制器、變頻器等對(duì)環(huán)境(濕度、溫度、海拔、灰塵等)都有具體的要求，但由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，象一些沒(méi)有恒溫恒濕環(huán)境的場(chǎng)所，到夏季時(shí)環(huán)境溫度高、在南方當(dāng)天氣潮濕時(shí)或使用蒸汽的場(chǎng)所，環(huán)境濕度就大、以及煙廠主要車間普遍都是粉塵多的環(huán)境，這些都是影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作穩(wěn)定性的重要因素。

環(huán)境因素的對(duì)策措施:

4.1 應(yīng)確保網(wǎng)絡(luò)電器設(shè)備及其電控柜的清潔衛(wèi)生，定期保養(yǎng)和檢查。

4.2 對(duì)一些有變頻器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等發(fā)熱量大的元器件所在的電控柜，可考慮安裝排風(fēng)扇或制冷空調(diào)，來(lái)改善電控柜內(nèi)的溫度。

4.3 對(duì)周圍環(huán)境較潮濕的網(wǎng)絡(luò)電器設(shè)備，可采取一些防潮措施，如在元器件表面或接線處噴防水制劑，以及在電器設(shè)備表面做一些密封處理等，確保這些電器設(shè)備工作的穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語(yǔ)

PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線在煙廠的實(shí)際應(yīng)用中，其穩(wěn)定性對(duì)安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要，影響其不穩(wěn)定的因素有很多。不穩(wěn)定因素除產(chǎn)品自身的原因外，潛伏在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)等過(guò)程中，因此要提高PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的可靠性，應(yīng)多方配合，及早發(fā)現(xiàn)和處理可能影響因素的每一個(gè)環(huán)節(jié)，采取切實(shí)可行的預(yù)防措施，才能完善解決問(wèn)題，有效地增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)總線的可靠性。

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