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標(biāo)簽： INTERBUS總線 自動(dòng)化 控制系統(tǒng) 第四講 INTERBUS系統(tǒng)的診斷功能
INTERBUS成為國(guó)際上最廣泛使用的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，其主要原因就在于INTERBUS總線系統(tǒng)具有強(qiáng)大的診斷功能，每個(gè)輸入/輸出模塊一直到總線控制板都有診斷顯示功能。INTERBUS系統(tǒng)的狀態(tài)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)模塊的顯示直接進(jìn)行診斷，也可以通過專門的軟件來判斷。表1闡述了在整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中INTERBUS能夠在哪些層面中實(shí)現(xiàn)診斷任務(wù)。
可見，INTERBUS可以完成從控制層到現(xiàn)場(chǎng)層的全部診斷任務(wù)。而INTERBUS診斷功能的基礎(chǔ)是由系統(tǒng)特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸協(xié)議構(gòu)成的，即INTERBUS是一個(gè)環(huán)形系統(tǒng)，與線性系統(tǒng)相比，在錯(cuò)誤診斷方面具有很大的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榄h(huán)形系統(tǒng)中的每個(gè)模塊在運(yùn)行時(shí)都被檢測(cè)。當(dāng)發(fā)生短路或開路故障時(shí)，對(duì)于線性系統(tǒng)，不能正確地指出故障的地點(diǎn)，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸被中斷了。而在環(huán)形系統(tǒng)中，可以正確的指出錯(cuò)誤的地點(diǎn)，并能說明出錯(cuò)的原因。 當(dāng)INTERBUS系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，主站停止整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸周期，進(jìn)入診斷周期。所有模塊將輸出端自行關(guān)閉，然后主站與連接著的第一個(gè)模塊進(jìn)行通訊，如果通訊成功，則與第二個(gè)模塊進(jìn)行通訊。依次類推，直到主站不能與下一個(gè)子站進(jìn)行通訊。而且每個(gè)傳輸段中的CRC檢驗(yàn)碼能夠周期判斷隨機(jī)干擾的出錯(cuò)位置。在線自動(dòng)連接或切斷系統(tǒng)的子系統(tǒng)或總線段，并使余下的系統(tǒng)仍能繼續(xù)工作，減少了系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間。 INTERBUS的診斷功能體現(xiàn)在構(gòu)成整個(gè)INTERBUS總線系統(tǒng)的各個(gè)模塊上，如總線的模塊、總線控制板、總線的各個(gè)智能設(shè)備。INTERBUS還對(duì)光纖傳輸具有控制功能。能自動(dòng)地檢測(cè)出光導(dǎo)傳輸?shù)哪芰窟M(jìn)行控制，并根據(jù)光導(dǎo)傳輸?shù)馁|(zhì)量發(fā)出不同的顯示狀態(tài)。診斷狀態(tài)的信息可以通過不同的途徑獲取。根據(jù)不同的類型，INTERBUS主要采用兩種方法：直覺觀測(cè)法和軟件診斷法。 1 直覺觀測(cè)法 PHOENIX公司生產(chǎn)的INTERBUS總線模塊上都采用LED或LC的顯示裝置來顯示診斷數(shù)據(jù)。通過診斷顯示的內(nèi)容，操作人員不借助于任何其它的工具就可得到INTERBUS系統(tǒng)的狀態(tài)。根據(jù)INTERBUS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，除了總線控制板上有集中診斷顯示外，每個(gè)分散在系統(tǒng)中的模塊上也有相應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行狀況的顯示。作為集中診斷顯示，這里以PLC的總線控制板為例。 PLC總線控制板上有4行LC，用于顯示系統(tǒng)或模塊出錯(cuò)的原因，地點(diǎn)和有關(guān)的錯(cuò)誤代碼。通過這些信息可以診斷下列錯(cuò)誤： · 總線運(yùn)行狀態(tài)的診斷：傳輸導(dǎo)線的短路，連接線的開路，模塊損壞以及瞬變的供電電源。 · 連接在現(xiàn)場(chǎng)總線模塊上的傳感器和執(zhí)行器的診斷：外圍設(shè)備的電源供電和輸出，變送器的短路問題。 PLC總線控制板除了LC顯示屏外，還有一個(gè)操作按鈕，通過操作這些按鈕可以得到總線運(yùn)行，總線組態(tài)和總線診斷更多的信息。操作按鈕通過一個(gè)以菜單為標(biāo)準(zhǔn)的工作流程進(jìn)行。 診斷顯示具有以下幾個(gè)元素： (1) 三個(gè)主行加上附加的狀態(tài)信號(hào)指示表示運(yùn)行的狀態(tài)、地址和數(shù)據(jù)，所有的信息盡可能地用文字來表達(dá)。 (2) 顯示屏側(cè)邊的16個(gè)二進(jìn)制的狀態(tài)位標(biāo)志輸入/輸出的數(shù)據(jù)。 (3) 背景的顏色表示總線運(yùn)行的狀態(tài)：紅色表示總線出錯(cuò)，綠色表示總線工作正常。 (4) 在顯示屏下面的狀態(tài)指示段表示現(xiàn)場(chǎng)總線的運(yùn)行狀態(tài)，RUN：正常工作，F(xiàn)AIL：總線出錯(cuò)，BSA：總線段關(guān)斷，PF：外部設(shè)備出錯(cuò)。 總線控制板上的診斷顯示給用戶提供了各種診斷的可能性。下面用兩個(gè)例子加以說明。 例1：遠(yuǎn)程總線出錯(cuò)
當(dāng)總線系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)，總線控制器自動(dòng)進(jìn)入自診斷周期，為了能夠確定出錯(cuò)的位置，自診斷功能將系統(tǒng)一段一段連接起來，測(cè)試傳輸通訊是否正確。在自診斷的過程中，顯示屏出現(xiàn)“LOOK FOR FAIL”的字符，背景為紅色。當(dāng)錯(cuò)誤被找出并確定后，顯示屏出現(xiàn)了“RBUS＝遠(yuǎn)程總線”字樣。
* 出錯(cuò)段的0位置表示遠(yuǎn)程總線出錯(cuò)。 例2：外部設(shè)備出錯(cuò)
PF表示與INTREBUS的模塊相連接的外部設(shè)備出錯(cuò)，如一個(gè)輸出端出現(xiàn)短路等。此時(shí)顯示面板上顯示的內(nèi)容由下表表示：
* 出錯(cuò)段的位置大于0則表示本地總線出錯(cuò)。 當(dāng)PF出錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)仍能正常傳輸信息，因此顯示屏的背景仍為綠色。當(dāng)錯(cuò)誤被糾正后，通過清零或重新啟動(dòng)可刷新面板顯示。 分散在各個(gè)總線模塊的診斷顯示可以用一個(gè)典型的INTERBUS總線模塊來說明。在INTERBUS的現(xiàn)場(chǎng)總線模塊上有一排LED發(fā)光二極管。系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，傳輸質(zhì)量的好壞由LED的顏色來表示，典型的LED信號(hào)有以下幾種： RC：遠(yuǎn)程總線測(cè)試，檢查遠(yuǎn)程模塊的輸入線是否正常； BA：總線運(yùn)行狀態(tài)； E：INTERBUS模塊出錯(cuò)； RD：指出連接此模塊的下一個(gè)模塊被關(guān)斷； LD：本地總線段被關(guān)斷； UL：模塊供電電源； Us1,Us2：輸入/輸出供電電源。 數(shù)字輸入/輸出模塊還有表示輸入/輸出信號(hào)狀態(tài)的指示二極管。下面是一個(gè)INTERBUS終端模塊ST24 BKM-T模塊的診斷顯示LED兩極管的圖示
2 診斷軟件 INTERBUS總線系統(tǒng)由一個(gè)完整的診斷軟件來完成系統(tǒng)的集中診斷任務(wù)，診斷軟件包括了兩部分：控制系統(tǒng)軟件中的用戶診斷功能塊和總線診斷軟件。 控制系統(tǒng)軟件中的用戶診斷功能塊運(yùn)用了總線控制板中的兩個(gè)16位診斷寄存器：診斷狀態(tài)寄存器和診斷參數(shù)寄存器。診斷狀態(tài)寄存器中的16位分別表示了總線系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)（正常運(yùn)行，停止，出錯(cuò)，自診斷等狀態(tài)）。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，診斷參數(shù)寄存器的16位將進(jìn)一步表示出錯(cuò)的地點(diǎn)和類型。上位的PLC控制器或PC控制器通過專用的診斷功能塊獲得其信息，并加以分析，最后對(duì)信息進(jìn)行處理和顯示。如Siemens S7 PLC控制器采用IB-DIAG的FB功能塊，Siemens S5 PLC控制器采用GETDIAG的FB功能塊來完成此類工作。 INTERBUS總線的診斷除了通過診斷寄存器將信息提供給PLC控制器處理外，總線系統(tǒng)也有總線的診斷軟件，常用的有CMD軟件。它包括三部分：組態(tài)、診斷和監(jiān)控。 CMD的診斷部分將總線系統(tǒng)中遇到的干擾和錯(cuò)誤用文字來顯示。如果CMD軟件處于組態(tài)和監(jiān)控的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，用戶將從總線組態(tài)的模塊顯示顏色、在狀態(tài)行中的文字顯示和一個(gè)系統(tǒng)提示窗口的狀態(tài)變化得到出錯(cuò)的信息。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的CMD的診斷界面。
在CMD的診斷部分中，除了能讓用戶得到當(dāng)前實(shí)時(shí)的錯(cuò)誤信息外，同時(shí)還有幫助分析出錯(cuò)原因和排除錯(cuò)誤的提示。下圖表示了這種功能。
上圖有附加的兩類信息：狀態(tài)提示和統(tǒng)計(jì)。通過啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能，可以將所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而得到關(guān)于INTERBUS總線系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量的分析結(jié)論。CMD的所有數(shù)據(jù)都可以保存在由用戶定義的文件里。并打上了出錯(cuò)或事件發(fā)生的時(shí)間。 INTERBSUS除了上面常用的診斷方法外，還有INTERBUS的仿真系統(tǒng)WINMOD和監(jiān)控軟件IBS-MON，這些工具可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬和在線監(jiān)控，在生產(chǎn)實(shí)踐中也得到了應(yīng)用。
系統(tǒng)分類: 現(xiàn)場(chǎng)總線 | 用戶分類: 現(xiàn)場(chǎng)總線 | 來源: 無分類 |
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