工廠通訊網(wǎng)絡(luò)在施工中應(yīng)注意問題

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1、工廠通訊網(wǎng)絡(luò)在施工中應(yīng)注意問題【摘要】：本文列舉了兩例在實(shí)際調(diào)試過程中出現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線通信故障現(xiàn)象，并且從理論上對(duì)這些故障進(jìn)行分析和探討，成功的找了問題的解決方法，并以Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的施工調(diào)試經(jīng)驗(yàn)為例分析總結(jié)了一些通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在施工過程中應(yīng)該注意的問題，為今后的其他項(xiàng)目工程的通訊網(wǎng)絡(luò)的施工提供借鑒。【關(guān)鍵詞】：現(xiàn)場(chǎng)總線、干擾、基礎(chǔ)自動(dòng)、通信網(wǎng)絡(luò)前言近些年來(lái)工控領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，呈現(xiàn)模塊化、智能化、和網(wǎng)絡(luò)化。尤其在大型工廠的實(shí)際應(yīng)用中，從底層的控制級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化到管理層的EPR甚至更高級(jí)的系統(tǒng)，完全由通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐和構(gòu)架，通信網(wǎng)絡(luò)在期間起到了至關(guān)重要的作用

2、，比如現(xiàn)場(chǎng)總線的故障將直接導(dǎo)致工廠的神經(jīng)末梢檢測(cè)或者控制不準(zhǔn)確或者失靈，一旦網(wǎng)絡(luò)通信的某個(gè)局部出現(xiàn)問題，將影響到整個(gè)系統(tǒng)甚至癱瘓，而系統(tǒng)的癱瘓或奔潰將給生產(chǎn)直接帶來(lái)巨大的損失。因此在對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)施工的過程也應(yīng)引起足夠的重視，避免因施工質(zhì)量導(dǎo)致事故的發(fā)生。問題的提出：例1.在重慶鋼鐵4100mm寬厚板工程聯(lián)動(dòng)試車的過程中，冷床主控室至冷床托盤鏈條傳動(dòng)電機(jī)Profibus6DP通訊時(shí)有時(shí)無(wú)，通訊出現(xiàn)暫時(shí)中斷現(xiàn)象，通訊丟失命令，變頻傳動(dòng)裝置無(wú)法啟動(dòng)。由于該工廠所有系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，幾乎所有的動(dòng)作均依靠計(jì)算機(jī)操作，通訊中斷后整個(gè)冷床的400多臺(tái)電機(jī)無(wú)法動(dòng)作，鋼板無(wú)法上床，

3、導(dǎo)致軋機(jī)和加熱爐停止出鋼。通過現(xiàn)場(chǎng)分析確定是干擾導(dǎo)致通訊中斷，采取DP線屏蔽重復(fù)接地后，通訊正常。例2.霸州2x50T轉(zhuǎn)爐一期工程的熱負(fù)荷生產(chǎn)中，從主PLC控制室到7米平臺(tái)遠(yuǎn)程站的通訊中斷，致使兩組傾動(dòng)電機(jī)無(wú)法正常工作，煉鋼爐中的鋼水無(wú)法傾倒出去，鋼水冷卻后導(dǎo)致煉鋼爐報(bào)廢，損失巨大。經(jīng)查后發(fā)現(xiàn)，通訊電纜路經(jīng)一段比較熱的區(qū)域，在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中溫度升高過快導(dǎo)致電纜破損。經(jīng)重新更換電纜并做熱隔離措施后，恢復(fù)通訊。理論分析：在工廠的實(shí)際應(yīng)用中，比較常見的通訊方式為光纖、以太網(wǎng)線（超五類網(wǎng)線）和DP總線，而最容易出現(xiàn)問題的同時(shí)也是最常用的一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化的DP總線，該現(xiàn)場(chǎng)總線

4、往往所處環(huán)境惡劣，工況復(fù)雜。又由于通訊總線傳輸都是低電壓，小電流，屬于弱電裝置，易受到現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾，熱輻射，和潮濕環(huán)境的腐蝕等等。該總線通訊網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：1.6DP總線是由主從構(gòu)造組成，主站和從站之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸是主站按照確定的遞歸順序自動(dòng)進(jìn)行，因此只要一個(gè)從站或者某一處出現(xiàn)通訊故障，則該站之后的所有通訊將中斷，進(jìn)而影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能實(shí)現(xiàn)。2.DP總線常采用的是RS485接口，是平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，其電氣特性表現(xiàn)為邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2-6）V表示；邏輯“0”以兩線見得電壓差為-（2-6）V表示。從上可以看出傳輸?shù)男盘?hào)是低電壓小電流

5、，發(fā)射和接收都是屬于弱電電路，因此易于受到現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾。3.在使用RS485接口時(shí)，對(duì)于特定的傳輸線經(jīng)，從發(fā)生器到負(fù)載其數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù)，這個(gè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)主要是受信號(hào)失真及噪聲等影響所限制。以使用24AWG銅芯雙絞電話電纜(線徑為0.51mm)，線間旁路電容為52.5PF/M，終端負(fù)載電阻為100歐為例可知，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90Kbit/S以下時(shí)，假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV時(shí)，則電纜長(zhǎng)度被限制在1200M。實(shí)際上，這個(gè)理論值是很保守的，在實(shí)用時(shí)是完全可以取得比它大的電纜長(zhǎng)度。當(dāng)使用不同線徑的電纜。則取得的最大電纜長(zhǎng)度是不

6、相同的。例如：當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率為600Kbit/S時(shí)，采用24AWG電纜，經(jīng)計(jì)算最大電纜長(zhǎng)度是200m，若采用19AWG電纜(線徑為0.91mm)則電纜長(zhǎng)度將可以大于200m；若采用28AWG電纜(線徑為0.32mm)則電纜長(zhǎng)度只能小于200m。解決辦法：在施工的過程中6，往往由各種原因會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通訊的質(zhì)量，依據(jù)以上的理論分析，結(jié)合以往的施工調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，下面介紹幾個(gè)方面的施工措施來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)通信故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.完善接地系統(tǒng)，良好的接地系統(tǒng)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊正常運(yùn)行的必要條件，現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊故障有2/3是因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)原因?qū)е?。因此必須有保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)接地，且

7、系統(tǒng)接地阻值要小于1歐。網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備（包括收、發(fā)信號(hào)的電子裝置和通訊電纜）應(yīng)有單獨(dú)的接地，要保證通訊裝置的數(shù)字地唯一且電位穩(wěn)定，一定要與防雷接地，電氣系統(tǒng)接地等分開，防止接地系統(tǒng)間相互污染。2.注意屏蔽接地。網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)屬于弱電系統(tǒng)，非常容易受到電磁的干擾，而實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)幾乎80%以上的通訊故障都是由于干擾引起的；為了減少和消除干擾，屏蔽接地在網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)中顯得尤為重要。如果屏蔽層沒有接地或者接地不牢，就會(huì)引起地環(huán)路電流，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。影

8、響通訊裝置