增加了幾個(gè)站點(diǎn)，影響了整個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )

網(wǎng)絡(luò )通信問(wèn)題很多用戶(hù)都碰到過(guò)，導致問(wèn)題的原因很多。最近碰到的一個(gè)ProFibus通信的問(wèn)題，常見(jiàn)卻不容易發(fā)現。我覺(jué)得很有必要給大家講講。以后項目中要引以為戒??！
一個(gè)項目進(jìn)行改造，在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )的后面增加了幾個(gè)站點(diǎn)，距離也非常近，符合PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )長(cháng)度的限制，同時(shí)也符合網(wǎng)絡(luò )的安裝規范，接地也良好，施工完成后，從站出現不定期的掉站情況，故事將帶您一起分析故障的原因。

現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )比較復雜，劃分了好幾個(gè)網(wǎng)段，根據現場(chǎng)測試簡(jiǎn)單畫(huà)出網(wǎng)絡(luò )拓撲圖，如圖1所示。

為了便于分析，圖1中的網(wǎng)絡(luò )只是示意圖，總共有三個(gè)網(wǎng)段，只有一個(gè)CPU，從站故障多發(fā)生于網(wǎng)段1中CPU右邊的22個(gè)從站設備中。

由于PROFIBUS通信是電壓差分信號，故障發(fā)生在哪一個(gè)網(wǎng)段只是結果并不能判斷故障源。先使用Amprolyzer （PROFIBUS報文測試軟件，可以在西門(mén)子網(wǎng)站上下載）軟件對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行測試，發(fā)現有報文錯誤?，F場(chǎng)調試最頭疼的就是由多個(gè)網(wǎng)段組成的網(wǎng)絡(luò )，必須單獨測量，檢查的方法也很簡(jiǎn)單，就是排除法。首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )分拆，屏蔽網(wǎng)段2，再在CPU上使用終端電阻隔開(kāi)CPU左邊的36個(gè)從站，這樣可以排除網(wǎng)段間的相互干擾。最后發(fā)現大量的錯誤報文還是由CPU右邊22個(gè)從站設備發(fā)出，這樣就確定了故障的網(wǎng)段。

首先檢查接地，表面看每個(gè)站點(diǎn)都接地良好，因為沒(méi)有考慮到接地電阻，接地線(xiàn)分布等原因，這些問(wèn)題對于現場(chǎng)臨時(shí)調試是不可能的事情，所以就算接地良好。

其次查看是否符合PROFIBUS安裝規范，包括站點(diǎn)間距離、是否有分支等，看了半天也沒(méi)查出原因，就算是沒(méi)問(wèn)題吧，因為查看每一個(gè)接頭是否虛接同樣不現實(shí)。都沒(méi)有問(wèn)題，現場(chǎng)了解，在CPU右邊22個(gè)從站設備的網(wǎng)段中進(jìn)行過(guò)改造，添加了新設備，有一個(gè)站點(diǎn)添加在原網(wǎng)段，后面又添加了一個(gè)中繼器用于擴展和隔離，檢查了也沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題，那么問(wèn)題出現在哪里呢？

表面看不出來(lái)，只能通過(guò)示波器查看一下通信的物理信號，例如是否受到信號干擾以及PROFIBUS安裝問(wèn)題等，使用示波器查看的波形圖如圖2所示，

在波形上可以看到明顯的信號反射，通過(guò)時(shí)間與信號傳輸速度的關(guān)系，計算到反射的位置距離主站大于70米，而70米處正是添加新設備的位置，再去現場(chǎng)重新檢查，發(fā)現了一個(gè)奇怪的安裝現象，如圖3所示。

現場(chǎng)查看，發(fā)現網(wǎng)絡(luò )最后使用中繼器與新加站點(diǎn)隔開(kāi)，由于安裝空間問(wèn)題，還有一個(gè)站點(diǎn)在中繼器前安裝，然后再連接到中繼器，連接從站到中繼器的電纜與原電纜不匹配，一個(gè)新的，一個(gè)是舊的，電纜訂貨號居然不同，難道問(wèn)題出在這里？使用終端電阻將使用新通信電纜的站點(diǎn)隔離，再看信號波形圖，反射信號消失了，問(wèn)題找到了，使用一段多余的舊線(xiàn)替換新線(xiàn)后，錯誤報文很少出現。真是沒(méi)有想到，一小段電纜居然造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò )不穩定。

如果通信電纜的特征阻抗不匹配，通信信號就會(huì )發(fā)生反射，如果通信距離較長(cháng)，在末端出現反射，對通信造成的危害更大，即使電纜參數相同，但是廠(chǎng)商不同，特征電阻也會(huì )有偏差（手冊中標有誤差范圍為正負10%，所以最大偏差20%），如果在長(cháng)距離使用非PROFIBUS協(xié)會(huì )的電纜，通信質(zhì)量就更難保證，圖4的安裝不能說(shuō)錯誤，但是應注意上述的問(wèn)題。

如果現場(chǎng)確實(shí)有困難，應在兩種電纜交匯處使用中繼器隔開(kāi)。