工厂通讯网络在施工中应注意问题

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1、工厂通讯网络在施工中应注意问题【摘要】：本文列举了两例在实际调试过程中出现的现场总线通信故障现象，并且从理论上对这些故障进行分析和探讨，成功的找了问题的解决方法，并以Profibus现场总线的施工调试经验为例分析总结了一些通讯网络系统在施工过程中应该注意的问题，为今后的其他项目工程的通讯网络的施工提供借鉴。【关键词】：现场总线、干扰、基础自动、通信网络前言近些年来工控领域技术发展越来越快，呈现模块化、智能化、和网络化。尤其在大型工厂的实际应用中，从底层的控制级基础自动化到管理层的EPR甚至更高级的系统，完全由通信网络来支撑和构架，通信网络在期间起到了至关重要的作用

2、，比如现场总线的故障将直接导致工厂的神经末梢检测或者控制不准确或者失灵，一旦网络通信的某个局部出现问题，将影响到整个系统甚至瘫痪，而系统的瘫痪或奔溃将给生产直接带来巨大的损失。因此在对通信网络施工的过程也应引起足够的重视，避免因施工质量导致事故的发生。问题的提出：例1.在重庆钢铁4100mm宽厚板工程联动试车的过程中，冷床主控室至冷床托盘链条传动电机Profibus6DP通讯时有时无，通讯出现暂时中断现象，通讯丢失命令，变频传动装置无法启动。由于该工厂所有系统自动化程度较高，几乎所有的动作均依靠计算机操作，通讯中断后整个冷床的400多台电机无法动作，钢板无法上床，

3、导致轧机和加热炉停止出钢。通过现场分析确定是干扰导致通讯中断，采取DP线屏蔽重复接地后，通讯正常。例2.霸州2x50T转炉一期工程的热负荷生产中，从主PLC控制室到7米平台远程站的通讯中断，致使两组倾动电机无法正常工作，炼钢炉中的钢水无法倾倒出去，钢水冷却后导致炼钢炉报废，损失巨大。经查后发现，通讯电缆路经一段比较热的区域，在转炉吹炼过程中温度升高过快导致电缆破损。经重新更换电缆并做热隔离措施后，恢复通讯。理论分析：在工厂的实际应用中，比较常见的通讯方式为光纤、以太网线（超五类网线）和DP总线，而最容易出现问题的同时也是最常用的一级基础自动化的DP总线，该现场总线

4、往往所处环境恶劣，工况复杂。又由于通讯总线传输都是低电压，小电流，属于弱电装置，易受到现场的电磁干扰，热辐射，和潮湿环境的腐蚀等等。该总线通讯网络呈现以下特点：1.6DP总线是由主从构造组成，主站和从站之间的用户数据传输是主站按照确定的递归顺序自动进行，因此只要一个从站或者某一处出现通讯故障，则该站之后的所有通讯将中断，进而影响到整个网络的功能实现。2.DP总线常采用的是RS485接口，是平衡驱动器和差分接收器的组合，其电气特性表现为逻辑“1”以两线间的电压差为+（2-6）V表示；逻辑“0”以两线见得电压差为-（2-6）V表示。从上可以看出传输的信号是低电压小电流

5、，发射和接收都是属于弱电电路，因此易于受到现场的电磁干扰。3.在使用RS485接口时，对于特定的传输线经，从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，这个长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。以使用24AWG铜芯双绞电话电缆(线径为0.51mm)，线间旁路电容为52.5PF/M，终端负载电阻为100欧为例可知，当数据信号速率降低到90Kbit/S以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV时，则电缆长度被限制在1200M。实际上，这个理论值是很保守的，在实用时是完全可以取得比它大的电缆长度。当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不

6、相同的。例如：当数据信号速率为600Kbit/S时，采用24AWG电缆，经计算最大电缆长度是200m，若采用19AWG电缆(线径为0.91mm)则电缆长度将可以大于200m；若采用28AWG电缆(线径为0.32mm)则电缆长度只能小于200m。解决办法：在施工的过程中6，往往由各种原因会导致网络通讯的质量，依据以上的理论分析，结合以往的施工调试经验，下面介绍几个方面的施工措施来减少网络通信故障，提高系统的稳定性。1.完善接地系统，良好的接地系统是整个网络通讯正常运行的必要条件，现场网络通讯故障有2/3是因为接地系统原因导致。因此必须有保证系统稳定运行的系统接地，且

7、系统接地阻值要小于1欧。网络通讯设备（包括收、发信号的电子装置和通讯电缆）应有单独的接地，要保证通讯装置的数字地唯一且电位稳定，一定要与防雷接地，电气系统接地等分开，防止接地系统间相互污染。2.注意屏蔽接地。网络通讯系统属于弱电系统，非常容易受到电磁的干扰，而实际现场电磁干扰严重，现场几乎80%以上的通讯故障都是由于干扰引起的；为了减少和消除干扰，屏蔽接地在网络通讯系统中显得尤为重要。如果屏蔽层没有接地或者接地不牢，就会引起地环路电流，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。影

8、响通讯装置