圖5 重要網(wǎng)段硬件結(jié)構(gòu)示意圖

搭建平臺(tái)簡介：河南省信息化電器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室擁有自主開發(fā)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)室的八套試驗(yàn)臺(tái)構(gòu)成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，每臺(tái)均采用西門子的大中型PLC S7300作為系統(tǒng)的主站，從站設(shè)備選用不同廠家的產(chǎn)品。其中包括診斷中繼器，S7200+EM277、ET200M、ET200L，以及BECKHOFF公司的BK3120，WAGO公司的750-333、750-833和752-323等從站。掛接診斷中繼器的網(wǎng)段硬件結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

測試過程：1)確定實(shí)驗(yàn)對象，為了試驗(yàn)方便，本測試系統(tǒng)選用實(shí)驗(yàn)室八套試驗(yàn)臺(tái)中的兩臺(tái)組成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，先對兩個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行組態(tài)并測試，其中6號(hào)主站的DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)有診斷中繼器。2)人為制造錯(cuò)誤，試驗(yàn)臺(tái)6從站62去掉終端模塊。

調(diào)試結(jié)果分析：系統(tǒng)診斷測試，實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)診斷畫面顯示主站6有故障、故障從站個(gè)數(shù)2、各個(gè)指示燈狀態(tài)與實(shí)際主站控制器上顯示結(jié)果完全一致；診斷緩沖區(qū)顯示系統(tǒng)調(diào)用OB86時(shí)間、錯(cuò)誤從站號(hào)、故障優(yōu)先級等詳細(xì)信息，并將其保存到歷史數(shù)據(jù)庫中。

從站診斷測試：實(shí)驗(yàn)中從站詳細(xì)診斷信息顯示故障從站62方框字體變紅色、方框閃爍，代表62號(hào)從站有故障，并顯示62號(hào)從站故障信息的詳細(xì)文字描述及診斷報(bào)文；10號(hào)從站是診斷中繼器模塊，用方框藍(lán)色閃爍表示雖然模塊本身正常，但受到影響，同時(shí)也有詳細(xì)的文字描述及診斷報(bào)文顯示。診斷系統(tǒng)主站組態(tài)畫面如圖6所示。

圖6 診斷系統(tǒng)主站組態(tài)四面

底層診斷測試：診斷中繼器利用“反射檢測”的方法來測量距離，通過計(jì)算診斷中繼器發(fā)出信號(hào)的傳輸時(shí)間得到距離的值。信號(hào)經(jīng)過每個(gè)PROHBUS連接器時(shí)，由于阻抗的存在，時(shí)間將被延長，即每個(gè)站將增加約0.7m的距離，會(huì)包括在總長度內(nèi)。上位機(jī)系統(tǒng)采用優(yōu)化的冒泡排序法編寫底層數(shù)據(jù)處理程序，確定每個(gè)從站具體物理位置，最終消除0.7m的誤差。

6號(hào)主站拓?fù)湫畔⒃\斷實(shí)驗(yàn)中，測得從站距離診斷中繼器距離分別為2.4m、3.3m、3.8m、2.4m、5.3m，與實(shí)際測量相差0.1m左右，同時(shí)顯示故障點(diǎn)距離診斷中繼器5.3m，并指示故障就在62號(hào)從站上，反射故障率為100％，說明62號(hào)從站A／B線沒有終端電阻。畫面中還可形象地顯示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

4 結(jié)束語

我們研發(fā)的基于工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS的FCS實(shí)時(shí)在線故障診斷系統(tǒng)完全實(shí)時(shí)在線地與FCS控制系統(tǒng)并行工作，診斷層次深，適用范圍廣。下位機(jī)完成診斷數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，上位機(jī)完成數(shù)據(jù)顯示和處理的任務(wù)，達(dá)到了對整個(gè)基于ROFIBUS的FCS系統(tǒng)三層故障診斷的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本系統(tǒng)現(xiàn)巳在煙廠制絲線實(shí)際工程系統(tǒng)中應(yīng)用，在半年多時(shí)間的運(yùn)行中，共報(bào)告從站設(shè)備故障，以及底層通信電纜故障近50條次，并對主站狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測報(bào)告。這些實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、功能完善、穩(wěn)定可靠，為工程技術(shù)人員快速排除故障帶來了極大方便，同時(shí)，用于系統(tǒng)維護(hù)成本的降低和停機(jī)時(shí)間的縮短，為用戶間接創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。