总线布线规则统一配置实战：一步到位规避信号干扰

本人实际测试过, WinCC 7.5 SP2跟S7 – 1500借助PROFINET构建网络, 踩过坑, 造成这坑的原因是总线布线规则不一致, 致使设备通信屡屡中断, 信号干扰还出现误报情况, 新手依照步骤一步步去操作, 便能轻易躲开此类常见问题。

1 统一敷设与屏蔽规则

首先, 核心要点在于打破那种不同设备厂家各自为阵的布线习惯, 然后, 我手头存在着一个项目状态, 再然后, 这块就出现了现场变频器, 又在此处还有伺服驱动器, 并且该地的上位机网络呈现着混接的状况, 随后, 有的部分采用的是双绞屏蔽线, 而有的部分又使用的是普通网线, 最后却致使通信丢包率超过了 10%。

先说第一步, 要强制进行线缆标准达成统一。然后, 把西门子TIA Portal V17打开, 于“网络视图”里, 鼠标朝着交换机右键点击, 从中选择“属性”。接着, 在“以太网接口”选项卡那里, 去把“传输介质”设定为锁定状态, 锁定至CAT5e SF/UTP屏蔽电缆, 并且还要勾选“仅允许使用屏蔽连接器”。这一步, 从软件方面对硬件选型范围实施了锁死操作。

这是新手需要避开的坑, 这儿常常出现报错, 报的是“设备未连接”或者“组态不一致”。之所以会这样, 是因为不同批次的线缆, 其阻抗并不匹配。要解决这个问题, 就要在项目树的“设备和网络”当中, 去点击“编译”按钮，如此一来, 系统就会直接将所有不符合介质类型的连接高亮显示出来, 红线波浪线所在的地方便是错线, 当场把线换掉就行。

第二步, 要对屏蔽层接地进行规范。在控制柜的内部, 要把所有的屏蔽层统一在PLC那一侧进行单端接地, 是通过一个导轨式的接地端子排来汇集的。关键参数有着最优推荐值: 屏蔽层跟接地排之间的接触电阻一定得小于0.5Ω, 使用万用表电阻档进行实测, 要是高于这个数值那就必须重新进行压接。

【新手防坑】频繁出现报错: “干扰强度过高”或者“CRC校验有误”。其根本缘由乃现场里面多个地点有着接地情况出现, 从而致使回路形成地环路。一次性解决办法为: 切断设备边缘处在接地状态的所有屏蔽层, 仅仅留下PLC那边的接地部位, 并在PLC电源板块对应的“功能性接地”的接线端位置添加一个铁氧体磁环后使其缠绕3回, 经过测量干扰程度减低幅度达80%。

2 匹配终端电阻与拓扑结构

不统一终端电阻配置，总线信号会出现反射，导致数据帧损坏。

进行实施方案对比时, 方案A呈现出总线型拓扑的特性, 其规定要在物理线路的两端, 各自添加一个120Ω的终端电阻, 此终端电阻为例示的西门子标配6ES7 92-0BA60-0XA0；方案B则是星型拓扑的样式, 终端电阻被设置在交换机的每个端口处。究竟哪一种更为优胜呢? 针对中小型系统, 也就是节点数量少于20个的情况, 推荐采用方案A, 这是由于该方案成本较低, 并且信号的完整性表现更为卓越；然而对于大型分布式系统而言, 就必须使用方案B, 不然的话, 位于末端的节点信号将会出现衰减情况。

第三步, 进行在线校验实际阻抗, 使用一个500MHz示波器, 也就是泰克TDS2014C, 把探头夹在总线两端, 位于A线与B线之间, 打开示波器, 按下“测量”按钮, 选择“峰值”, 要是波形顶部出现明显上冲或者下冲, 也就是超过200mV, 那就表明终端电阻值不匹配, 在这个时候, 用螺丝刀拧开总线连接器上的终端电阻开关, 确认阻值是120Ω。倘若波形出现非常严重的振荡, 那就使用150Ω电阻来替换, 同时要对软件配置进行同步调整。

菜鸟需防误区完整报错呈现为总线错误该错误指示站 2 出现超时情况。排查流程如下: 第一步, 于 TIA Portal 之中打开“诊断”进而点击“诊断缓冲区”, 从中找寻故障帧记录, 以此确认属于物理层错误；第二步, 运用万用表对 A 线（绿色）与 B 线（红色）之间的电压予以检测, 正态指标应当为 2.5V±0.5V, 要是低于 2V 那就表明终端电阻存在短路或者丢失的情况；第三步, 从总线的两端逐个进行拔插连接器的动作, 直至电压得以恢复, 随后再去重新固定终端电阻。

本方法不适用于那种采用无线总线的情况, 像 WLAN/IOLink Wireless 就是这样, 也不适用于有着光纤介质的环境, 对于这类场景而言, 需要去使用专门的光端机, 或者使用无线网桥来进行介质转换, 并且要重新评估信号时延, 绝对不能直接照搬铜缆规则。