基于PROFIBUS的系统诊断技术

通过STEP7这样的工程软件，工程师可以非常容易的完成项目的调试，那么在设备的运行阶段对于最终用户和一线的操作维护人员，系统诊断功能主要要满足迅速定位故障，减小停机时间。
高级诊断功能的需求催生专业的现场总线诊断设备

最新开发的带有诊断功能的中继器可以对整个生产自动化系统进行连续不间断的专家级诊断。标准中继器的功能主要是为了解决信号在远距离传输过程中引起的衰减和延迟问题，标准中继器可以有效的对信号进行放大和再生处理，从而扩展网络的规模、保证良好的通讯质量。带有诊断功能的中继器集成了标准中继器的所有功能，同时具备了强大的诊断功能。在系统配置当中诊断中继器作为一个单独的从站出现。在STEP7和其他标准PROFIBUS网络的配置工具当中都可以轻松的组态这个设备。那么，诊断中继器到底有哪些功能呢？

诊断中继器可以实施专家级诊断的功能。比如，PROFIBUS网段的名称解析，系统故障定位，站点之间的距离测量以及生成详细的故障类型报告（比如传感器断线和短路）。

诊断中继器对于PROFIBUS网络的诊断首先从系统总线的拓扑逻辑侦测开始。通过调用SFC103诊断中继器可以轻松的获得所有网络的实际拓扑结构和当前可访问站的列表。由于集成了3个PROFIBUS接口，因此中继器可以实现PROFIBUS主站的单侧连接以及连接两个子网。在诊断中继器的内部集成了两个测量系统来完成电缆的反射计算从而有效的提高了测量精度和可靠性。集成普通中继器的功能可连接最多62个PROFIBUS站点。自适应网络的通讯速率最高可达12兆/秒。最多在一个系统中可以部署9个级联的中继器。

诊断中继器对于PROFIBUS网络的诊断甚至可以通过图形化的方式来实现。通过在线连接方式工程师可以任意一个连接网段进行访问。诊断中继器可以以图形化的方式显示故障的具体位置，比如在节点X和Y之间，并且可以计算出具体的位置（精确到米）。同时诊断中继器还可以报告可能引发故障的原因，并给出技术建议。诊断中继器还可以用图形化的方式显示出当前PROFIBUS网络的拓扑逻辑，检测的结果可以显示在STEP7中或者存储到用户的数据区内。在诊断中继器的内部同样集成了诊断缓存区。对于每一个连接的网段它都可以存储最后 10个发生的诊断事件，并且对于每一个诊断事件都提供了基于时间戳的详细信息和图形化的显示方式。
诊断中继器还可以生成一份基于时间轴的通讯质量的评估报告。我们可以看到由于诊断中继器内部内置了示波器功能因此在横轴上是基于时间的标记，在纵轴上显示的是当前网络内发生的通讯冲突和通讯错误的数量。所以我们可以非常容易的通过这张图表来判定当前网络的运行状态和质量并且由此发现引起网络通讯质量下降的原因并有效的改善。这一统计学结果可以作为工程验收质量控制和系统评估的技术依据。

现场诊断信息的显示

对于一线的操作人员和维护人员而言，直观、迅速、清晰的显示是他们对系统诊断的主要要求。在全集成自动化的框架内系统内所有的活动站都会定期的发送诊断报文到 PROFIBUS主站，而PROFIBUS主站也会自动的和定期的将诊断报文传输到人机界面系统。因此，工程师们无需对这个过程进行干预和编程就可以在人机界面上得到详细和清晰的信息。

在STEP7中由于在控制系统内的变量定义和标签与人机界面系统当中的变量定义和标签完全一致并且共享统一的数据库。因此，用户不需要对信息在自动化控制层和人机界面层传输进行干预和编程。简单说这一过程是自动触发并且由全集成自动化的框架来实现。

在全集成自动化的人机界面端，用户可以免费得到一个预先定义并设计好了的诊断画面。在这个诊断画面上通过PLC自动完成诊断数据包功能调用（FB125），现场人员可以直接看到整个自动化系统的诊断画面。并且可以有选择的访问单个结点。在单站浏览的界面当中系统会报告结点的状态、隶属关系、发生故障的槽位以及通道号甚至可以清晰的指明由于外部接线和传感器引起的故障信息和类型。

诊断技术的推广和应用

诊断技术的大面积推广必将带动自动化技术总体水平的提高，在未来的一段时间内将成为市场的新热点。

编辑：博子