1796-CL22

本安型现场总线控制系统应用时应注意下列事项：

1.屏蔽线在现场仪表处不连接到仪表

2.中继器与电源调整器之间的最大距离受最大传输长度（对A类电缆为1900m）和连接的分支电缆长度的约束。

3.为便于设备的散热，安装多个现场总线电源调整器时应保持设备之间的距离大于30mm。

4.本安应用时，除了直接使用本安型电源调整器外，也可采用非本案的电源调整器和本安栅。例如，用MTL5053电源调整器和MTL791本安栅等。

5.电源调整器MTL5053应安装在安全区域，在电源调整器内部将终端切到ON，作为网段的一个终端器。另一个终端器在相应网段的另一端。

6.从MTI5053到现场接线盒及现场仪表的接线作为危险区的接线，它们应与安全区的接线分开，包括屏蔽线也应分开，其最大长度根据所挂接现场设备而定。例如，图中挂接4台现场仪表，采用A类电缆最大长度是170m。表6-19显示本安供电时的电缆最大长度。当设备耗电大于20mA时，应缩短电缆的长度。

7.现场总线控制系统的控制器和输入输出子系统应安装在安全区，通常在控制室，但应尽量靠近安装在危险区的设备。

8.可采用中继器扩展通信范围，但在中继器的两端必须连接终端器，图中未画出。

9.为防止分支短路影响其他设备的工作，可设置短路保护器或多路隔离器。此外，在设计供电设备时应对每个设备附加约60mA短路电流，同时应考虑短路造成的电压降低。例如，采用A型电缆，传输距离500m时，一个设备因短路造成电压的降低是：60mAx44Ω/kmx0.5km=1.32v PROFIBUS-DP是应用最广的现场总线，网络控制系统的故障诊断比集中式控制系统难得多。S7-300/400提供了多种多样的故障诊断和故障显示的方法，供用户检查和定位网络控制系统的故障。我在6月13的日志中介绍了用STEP 7诊断网络故障的方法。今后将陆续介绍其他网络故障诊断和显示的方法。     

   CPU、DP从站和信号模块上的LED（发光二极管）提供了定位故障的基本信息。这种诊断方法简单、方便、直观，但是某些LED给出的故障信号可能很笼统，需要进一步使用其他诊断方法，例如用STEP 7的快速视图、诊断视图和模块信息进行诊断，才能获得具体、准确的诊断信息。如果控制系统的分布范围很宽，查看所有设备的LED也很费时费事。

    下面重点介绍与S7-300的故障诊断有关的LED：

    1）SF（系统错误/故障，红色）：在CPU有硬件故障或软件错误时亮。可能的故障包括硬件故障、固件故障、存储卡故障、外部I/O故障、上电时电池有故障或没有后备电池、编程错误、参数设置错误、计算错误和时间错误等。

     2）BF（总线错误，红色）LED常亮：总线故障(硬件故障)，DP接口故障，多DP主站模式下不同的传输速率，DP接口（设置为从站/主站）被激活时总线短路。应检查总线电缆有无短路或断路，查看诊断信息，改正原有的组态。

     3）BF LED闪烁，CPU作DP主站。可能的原因：连接的站有故障、无法访问至少一个已组态的从站、错误的项目组态。应检查总线电缆是否已连接到CPU，总线是否断开。CPU启动时如果LED不停止闪烁，应检查DP从站，或查看DP从站的诊断数据。

    4）BF LED闪烁，CPU是活动的DP从站。可能的原因：超过了响应监视时间、DP通信中断、错误的PROFIBUS地址和错误的项目组态。应检查CPU、确认总线连接器是否安装正确、检查连接DP主站的总线电缆是否断路，检查组态数据和参数。

    5）BF2/BF3 LED常亮：PROFINET接口故障。不能通信，例如，作为IO控制器的CPU与交换机或子网的连接断开、传输速率错误、未设置全双工模式。

    6）BF2/BF3 LED闪烁：PROFINET接口连接的I/O设备有故障，至少一个已分配的I/O设备无法寻址，项目组态错误。

     S7-400 CPU的系统故障分为INTF（内部故障）和EXTF（外部故障）LED。每个DP接口有一个总线故障LED。

    可以在《CPU 31xC 和CPU 31x安装操作手册》和《S7-400 CPU规格设备手册》中查阅用LED诊断故障的详细信息，包括单个LED常亮或闪烁、多个LED状态的组合对应的故障信息。

     DP从站模块也有用于指示DP从站的运行状态和故障的LED。详细的信息请查阅各种DP从站的用户手册。

CAN总线

CAN总线的测试和使用过程中，为了保证信号反射不至导致通讯失败，传输线上必须添加匹配终端。有多种方法配置CAN硬件，主要取决于你硬件的物理层：高速，低速，单线还是软件可配的。

（1）高速CAN

    对于高速CAN，一对信号线的每根线（CAN_H和CAN_L）都必须添加120欧姆的匹配电阻，这是因为CAN总线两个方向都有数据流。具体做法就是在每一个CAN终端（多个设备时只需在最终端的设备）的CAN_H和CAN_L上跨接一个120欧姆电阻（实际操作时我试过120欧姆左右的都可用）。

（2）低速CAN

        对于低速CAN，网络上每个设备的每条数据线都需要一个终端电阻：R(RTH)接在CAN_H上，R（RTL）接在CAN_L上，每个电阻的阻值需要参考低速CAN的使用手册进行计算。

（3）单线CAN

    一般单线CAN（如NI）硬件内置一个9.9K欧姆的负载电阻，这就是网络要求的负载阻值，不需额外的电阻。

（4）软件可配

     软件可配置CAN硬件可以通过软件来配置设备是工作在高速下，低速下或是单线接口。所需的终端电阻取决于被配置在哪个物理层。

2、LIN总线

 LIN总线传输速率小于20Kbit/s，为低速总线，信号反射一般不太明显，不至于对通信造成太大影响。所以一般不需配置终端电阻。

在现代工业中，PLC 之间或PLC 与计算机之间的通信联网应用日益广泛。PLC 的联网功能越来越强。以欧姆龙CP1、CJ1 和CS1 系列PLC 为例，配合使用各种模块，可以支持工业以太网、Controller link 等现场总线通信联网功能。但是，应用广泛的CPM1A、CPM2A等中小型PLC 的通信联网一般只能采用工业总线的物理层形式(如RS232 或RS485)，通信的稳定性与抗干扰能力并不是很强。

本文选用欧姆龙的CPM2A 机型，配合使用RS232-CAN 适配器，实现了计算机与PLC 的通信联网，方法简单， 实用性强。