摘 要：本文針對(duì)河鋼邯鋼高強(qiáng)連退線爐區(qū)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)所出現(xiàn)的問(wèn)題，利用智能網(wǎng)絡(luò)診斷工具，結(jié)合專(zhuān)業(yè)診斷軟件，確定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不穩(wěn)定原因，最終通過(guò)使用隔離器對(duì)初始傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，實(shí)現(xiàn)了各分支網(wǎng)絡(luò)的電氣隔離，最終達(dá)到風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)故障;檢測(cè)模塊;網(wǎng)絡(luò)改造;隔離器

1 河鋼邯鋼高強(qiáng)連退線風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

河鋼邯鋼高強(qiáng)連退線退火爐的控制系統(tǒng)PLC采用西門(mén)子S7 417-5H，整個(gè)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的變頻器涵蓋G120、G130和S120各個(gè)系列。整個(gè)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)Profibus網(wǎng)絡(luò)的總線源頭為PLC的一個(gè)DP口，然后經(jīng)過(guò)3個(gè)DP/DP coupler后與中繼器RS485相連，同時(shí)考慮到PLC與風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的距離問(wèn)題，使用了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中繼器RS485，爐區(qū)所有風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的變頻器通過(guò)CU230或CU320串接在中繼器RS485的一個(gè)網(wǎng)段中，RS485的另外一個(gè)網(wǎng)段連接有控制電加熱以及恒速電機(jī)的遠(yuǎn)程IO柜CMH01，整個(gè)Profibus網(wǎng)絡(luò)的通訊速率設(shè)定為1.5Mbit/s。

2 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象及原因分析

2.1 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)故障現(xiàn)象

2017年底，爐區(qū)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備不間斷報(bào)故障造成停機(jī)，故障設(shè)備少則涉及兩三臺(tái)，多則導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，導(dǎo)致?tīng)t區(qū)被迫停車(chē)，每次故障都造成不同程度的廢次降，對(duì)生產(chǎn)造成了惡劣影響。故障發(fā)生后，在HMI畫(huà)面顯示錯(cuò)誤信息為風(fēng)機(jī)電機(jī)不具備Ready信號(hào)，利用傳動(dòng)調(diào)試軟件Starter對(duì)涉及的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)進(jìn)行在線診斷，在歷史報(bào)警里面找到錯(cuò)誤代碼為F1910，查詢(xún)相關(guān)手冊(cè)顯示故障內(nèi)容為通訊問(wèn)題。

2.2 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)故障原因分析

由于涉及的站點(diǎn)并不固定，沒(méi)有規(guī)律性可循，表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定。Profibus通訊網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的原因主要包括終端電阻設(shè)置問(wèn)題和屏蔽與接地問(wèn)題，他們都為導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)電壓異常。按照Profibus通訊規(guī)定，在通訊正常時(shí)，電壓信號(hào)幾乎是“四方形”波形，振幅在5V左右;而當(dāng)通訊出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，如出現(xiàn)終端電阻斷路，則電壓值由于反射波存在而變得很高;而當(dāng)終端電阻出現(xiàn)短路時(shí)，電壓則低于正常值。

為了確定故障點(diǎn)，我們利用停機(jī)時(shí)間，將PROCENTEC公司的COMbricks檢測(cè)模塊安裝到網(wǎng)絡(luò)里面，利用檢測(cè)模塊設(shè)備自帶的ProfiTrace軟件通過(guò)以太網(wǎng)線連接COMbricks的頭站。診斷結(jié)果顯示整個(gè)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量比較差，各站點(diǎn)電壓在3.2V左右，部分站點(diǎn)電壓只有2.11V，且電壓波動(dòng)比較厲害，電壓最小值只有0.2V。接著利用ProfiTrace軟件在其Oscilloscope image頁(yè)面中發(fā)現(xiàn)大部分站點(diǎn)波形中存在較大的干擾因素。

由于所有的風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備都在同一個(gè)網(wǎng)段中，傳動(dòng)設(shè)備之間沒(méi)有任何的電氣隔離措施，一旦某一個(gè)站點(diǎn)的出現(xiàn)問(wèn)題，都極有可能波及到其他設(shè)備，這就是為什么不同站點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的原因。

3 風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)改造

為了進(jìn)一步確定故障點(diǎn)，同時(shí)將事故對(duì)生產(chǎn)的影響程度降低到最低，我們決定對(duì)原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新劃分，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中增加隔離器ProfiHub B5+，目的在于讓各支路站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)徹底的電氣隔離，這樣在某一個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，只會(huì)導(dǎo)致該站點(diǎn)所在支路的其他站點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，而不會(huì)影響其他支路站點(diǎn)，不僅便于故障點(diǎn)的排除，而且可以將損失降低到最小。

在經(jīng)過(guò)第一次改造后，首次發(fā)生問(wèn)題的站點(diǎn)涉及到EV502和EV508，其它支路的站點(diǎn)沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，說(shuō)明改造的方向是正確的。隨后我們將存在問(wèn)題的支路再次劃分，最終的網(wǎng)絡(luò)改造圖如圖1所示，之后我們對(duì)各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)波形進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)EV502處電壓存在不穩(wěn)定現(xiàn)象，通過(guò)排查DP接頭連接情況，規(guī)范Profibus屏蔽連接而將問(wèn)題解決。

經(jīng)過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造后，由于隔離器ProfiHub B5+具備網(wǎng)絡(luò)隔離和信號(hào)增強(qiáng)的作用，大大提高的爐區(qū)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性，且波形近似“四方形”波形，再也沒(méi)有出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)閃斷現(xiàn)象，各站點(diǎn)波形電壓值都提高到5V以上，符合通訊穩(wěn)定性要求。

4 結(jié)語(yǔ)

河鋼邯鋼高強(qiáng)連退線爐區(qū)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的成功改造，解決了風(fēng)機(jī)傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的通訊問(wèn)題，提高了爐區(qū)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，保障了退火工藝的順利執(zhí)行。

整個(gè)故障處理過(guò)程中，通過(guò)使用COMbricks智能檢測(cè)模塊，使得PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)更加便捷，可以快速檢測(cè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，包括節(jié)點(diǎn)電壓、波形、掉站情況等，使得網(wǎng)絡(luò)常見(jiàn)故障無(wú)處遁形，有利于現(xiàn)場(chǎng)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)故障的快速判斷和解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]程金良，單恩芝，林海等.Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)故障及診斷[J].冶金自動(dòng)化，2013（7）：64-66.

作者簡(jiǎn)介：

周恒龍（1984- ），男，工程師，2008年畢業(yè)于太原理工大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事退火爐維護(hù)工作。