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基于PROFIBUS的系统诊断技术

1引言

长久以来，西门子全集成自动化为广大的用户提供了优良的产品和解决方案。但是随着自动

化技术的进一步发展，用户对自动化系统的期望越来越高。他们不仅仅满足于使用自动化产

品来构造一个自动化系统和实施一个自动化任务，他们期望着自动化的产品和技术可以在整

个项目的生命周期里发挥更多的作用，产生更大的价值。

2价值工程—期待更完美的解决方案

从图1上来看，如果我们用价值工程学的方法来评估一个自动化系统的生命周期，我们可

以把其分为设备安装阶段、系统调试阶段、设备投产运行阶段以及老化维修阶段。一般意义

上讲，最终用户和业主只能在设备投入生产运行以后才能从自动化系统中获得收益，而用户

的投资则在安装的初期为最大，随着设备采购数量的减小而减小。在进入系统调试阶段以后，

主要的费用为调试工程技术人员和生产时间的占用。其中调试周期越长，则生产投运就越晚，

带来的损失和投入就越大。而进入设备老化和维护阶段费用又有所上升，这主要是由于产品

的老化和配件的支出。我们期待着使用全集成自动化技术特别是SIMATIC的基于

PROFIBUS的系统诊断技术，为用户和业主在安装阶段、调试阶段以及设备老化阶段创造

更多的利润和效益。从设备安装阶段来看，如果能够有效的缩短安装周期，提高安装质量，

最多可以减少8%左右的安装费用。(单击鼠标)进入调试阶段如果能够有效的加快调试进度

通常可以缩短整个工期的10%，也就意味着生产可以提前进行。当然，在设备投入生产运

行阶段减少停机时间是用户特别是一线维修维护人员最关心的问题。进入老化维修阶段以后，

我们的目标是硬件故障可以在5分钟之内排除，这样就可以大大的减小现场维护的工作量，

提高自动化系统的生产效率。

图1利用价值工程学评估自动化系统的生命周期

3SIMATIC是基于PROFIBUS的诊断技术

SIMATIC是基于PROFIBUS的诊断技术，能够优化自动化系统的价值工程，如图2所示。

它可以为整个项目的生命周期提供支持。从设备的安装，系统的调试以及系统运行和维护阶

段，系统诊断技术可以为安装工程师、调试工程师提供丰富详细的系统诊断信息;可以对设

备操作员、一线电器维护人员以及生产设备的管控人员提供精确详细的设备诊断信息。并且，

由于全集成自动化的特点，这些诊断信息可以非常轻松的以图形化的方式有效的、迅速的显

示在人机界面上。

图2SIMATIC的诊断技术示意图

4设备安装阶段

首先我们来看，在设备安装阶段如何有效的排除安装错误，如图3所示。

图3PROFIBUS系统诊断技术

4.1通讯电缆的快速连接技术

我们知道PROFIBUS是一套低电压、高频的实时差分信号系统。因此，通讯电缆的连接质

量和信号品质就显得尤为重要。据我们的经验，95%的系统安装错误和通讯问题都是由通讯

电缆连接不当造成的。因此，西门子公司提供了一整套快速有效的连接方案，如图4所示。

其中包括特殊设计的快速连接电缆，快速连接接头，以及快速剥线工具。在图4上我们可

以看到，根据选定的快速连接接头的型号，我们可以非常容易的在剥线工具上测量出需要剥

线的长度，然后由于剥线工具当中内置的多层刀片可以非常精确的将保护层、屏敝层和支持

层的电缆一次剥去，通过这种方式，可以杜绝由于屏敝层的长度不足或者通讯线过长引起的

电磁兼容性问题。

图4快速有效的连接方案

5调试阶段

在调试阶段最主要的工作就是如何迅速有效的优化现场设备之间的通讯关系，排除错误源。

5.1手持式总线物理测试仪BT200

手持式总线物理测试仪BT200是专门针对PROFIBUS现场连接质量的评估而设计的，如

图5所示。BT200的设计对象是现场的电器施工人员。因此，通过简单的LED显示和清晰

明了的按钮设计一般的电器人员不需要非常专业的PROFIBUS通讯和网络知识背景就可以

能够独立的对现场网络的连接质量进行评估和检查，通过离线模式将检测的结果传输到计算

机上。BT200手持式总线物理测试仪能够非常简单的完成对于总线电缆的断线故障、短路

故障、电压波动进行检查，同时通过定位电缆反射的技术可以判定电缆的长度，