摘要：目前在很多工业生产中控制系统都采用了西门子400PLC系统，但针对一些规模比较大的系统，通常需要DP网络来实现相关数据的及时传输。DP网络在运行中影响因素比较多，如何提升故障处理效果是西门子400PLC系统亟待解决的问题。基于此，本文结合能力实践，探讨了西门子400PLC系统DP网络故障处理及预防方法，希望对提升控制效果有一定参考和借鉴。
关键词：西门子400；PLC系统；DP网络；故障处理；预防
1、西门子400PLC系统DP网络简介
1基本功能
西门子400PLC系统DP网络多用于现场设备级高速数据传送中，将现场主站采集到数据及时传递给西门子400PLC系统进行集中控制。DP网络循环时间远远小于西门子400PLC系统运行时间。还可以提供智能化设备持续稳定运行，所需的非周期通信，从而实现组态、故障诊断、报警处理等多项功能。也是实现现场设备自动化控制及运行的关键。
2系统结构分析
西门子400PLC系统DP网络主要由三种类型的设备共同组成，包括第一类DP主站、第二类DP主站和DP从站。其中第一类DP主站为中央控制器，主要作用在预定的周期中和分散的DP从站进行数据信息的交换。第二类DP主站由编程器、组态设备、操作面板等共同组成，主要作用是DP网络在运行中，完成系统操作和监视。DP从站是进行数据输入和输出的外围是设备，由I/O设备、驱动器、阀门等共同组成，具体结构示意图如图1所示：
图1 PROFIBUS-DP网络结构示意图
2、西门子400PLC系统DP网络故障处理及预防方法
1以西门子300模块为远程站
以西门子300模块为远程站是DP网络的主要形式，也应用比较广泛的PLC控制系统。此种形式下，西门子400PLC系统和现场远程站之间主要是通过DP线串联的方式形成DP网络，如果其中一个远程发生故障，必然会影响其他远程站信息数据的正常传输。如果设备运行现场设置了多个远程站，则可以从PLC的DP口接触一个DP的通讯接头，然后从此接头上接出一根DP线，连接到远程站的DP的通讯结构上，按照此种方法，依次连接其他远程站。最后一个远程站的DP通讯接头，需要将拨扭拨“ON”位置，如果中间某个远程站拨扭在“ON”位置，则从下一个远程站开始，都会被终端电阻隔离，无法连接DP网络中。以西门子300模块为远程站的DP网络，常见的故障有以下几种形式，不同故障成因不同，处理和预防的故障也各不相同，需要结合实际情况酌情处理。
第一，其中某一个远程站发生掉站故障。就是在DP网络中只有其中一个远程站和PLC系统发生断开，在编程软件中监控硬件系统显示该远程站发生掉站。此种故障发生的主要原因该远程站中IM153接口模块上的DP接口和PD网络结构因为连接不够牢固发生断开故障，或者该接口模块电源缺失及模块损坏都会发生此类故障。
在处理此种故障时，要先检查IM153接口模块上显示灯是否处于正常亮起状态。如果指示灯全灭，则要先检查电源是否正常供电，如果电源正常，可更换新的模块。而如果指示灯正常亮起，表明并非发生电源故障或者模块故障，而接头连接不牢固，通过专业的螺丝刀检查DP网络的通讯接头和接口模块连接是否牢固，如果不牢固及时紧固即可。
第二，所有远程站都发生掉站故障。在PLC系统中显示，PD网络中所有的远程站都处于掉站状态，由于每个远程站和PD网络通过串联的方式连接。如果其中某一个DP线路受到机械损伤或者老化，都会引发此种故障。
串联集体掉站故障时，由于任何一个点发生断路都会引起此类故障，所以，要通过排除法来定位故障发生的具体位置，主要做法为：通过DP网络通讯接头终端电阻拨扭来进行逐一排除，以快速找到故障发生的点位。
第一步，找到串联DP网络中处于中间位置的远程站，并将该远程站接口模块上的DP通讯接头的终端电阻拨到“ON”位置，促使该远程站后面的远程站和DP网络断开，不再和PLC系统之间存在联系，也不会影响其他远程站的正常通讯。
第二步，如果故障点位在被隔离的远程站中，则该远程站可以和DP网络之间建立联系，并恢复正常通讯。如果DP中所有的远程站仍然处于掉站状态，按照步骤一继续查找故障点。
第三步，找到故障点的方向之后，依次沿着该方向用拨终端电阻拨扭的方法精确定位故障发生的实际位置。再通过更换DP线路、检查DP通讯接头内部接线的方法合理排除故障。
以西门子300模块为远程站作为西门子400PLC系统DP网络故障预方法包括以下两种：
第一种，制定日常巡检制度，每个班组定期巡检，巡检内容包括：DP通讯接头内部接线是否良好，接头和模块之间的连接是否牢固等，发现问题及时处理，将故障扼杀在萌芽状态，保证整个系统高效运行。
第二种，定期更换接近更换周期的IM153接头模块及DP网络线路。
2以图尔克模块作为远程站
以图尔克模块作为远程站也是400PLC系统DP网络的常用方式，常见的故障、原因、处理方法如下：
第一，某个远程站中单个图尔克模块发生掉站故障，主要原因是图尔克模块发生的电源缺失故障，或者非通讯模块被损坏。处理此种故障的主要方法为：先检查指示灯的工作状态，如果全灭则通过万用变检查模块电源，如果电压为24V，则可以判断是非通讯部分发生故障。
第二，所有远程站都发生掉站故障，主要原因DP网络线路发生机械损坏或者老化断路，或者图尔克模块通讯功能损坏。故障处理方法和以西门子300模块作为远程站基本相比，主要的区别图尔克模块通讯接头没有终端电阻拨扭。
此种故障的预防方法也是加强日常巡检，检查各种接线是否良好，并及时更换DP网络线和24V电源模块。
结束语
综上所述，本文结合理论实践，探讨了西门子400PLC系统DP网络故障处理及预防方法，探讨结果表明，DP网络实现西门子400PLC系统和现场远程站相互通讯的主要手段，也是保证工业正常生产的主要途径。不同的远程站控制形式，DP网络发生的故障也不相同，要结合现场实际情况，选择与之相适的处理方法和预防方法，才能保证DP网络时刻处于最佳的工作状态。
参考文献
[1]刘建营.西门子400PLC系统DP网络故障处理及预防方法[J].电子测试, 2018,No.390(09):36+111-112.
[2]张朕军,王志彬,郭利中.西门子PLC与三菱变频器Profibus-DP通讯的实现[J].内蒙古科技与经济,2017(21):96-97+99.
[3]李鑫,吴明泽.MOLEX SST与SIEMENS S120系统的DP通信组态应用[J].黑龙江造纸,2019,47(01):40-42.
[4]余玉广.基于PROFIBUS-DP总线技术的提升机通讯系统的组网和调试[J].数字通信世界, 2019(5):48-48.
论文作者:赵天蔚
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/12
标签：故障论文; 网络论文; 系统论文; 模块论文; 发生论文; 通讯论文; 方法论文; 《当代电力文化》2019年第16期论文;