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标签： INTERBUS总线 自动化 控制系统 第四讲 INTERBUS系统的诊断功能
INTERBUS成为国际上最广泛使用的现场总线之一，其主要原因就在于INTERBUS总线系统具有强大的诊断功能，每个输入/输出模块一直到总线控制板都有诊断显示功能。INTERBUS系统的状态可以根据现场模块的显示直接进行诊断，也可以通过专门的软件来判断。表1阐述了在整个自动化控制系统中INTERBUS能够在哪些层面中实现诊断任务。
可见，INTERBUS可以完成从控制层到现场层的全部诊断任务。而INTERBUS诊断功能的基础是由系统特殊的网络结构和传输协议构成的，即INTERBUS是一个环形系统，与线性系统相比，在错误诊断方面具有很大的优点。因为环形系统中的每个模块在运行时都被检测。当发生短路或开路故障时，对于线性系统，不能正确地指出故障的地点，因为整个系统的数据传输被中断了。而在环形系统中，可以正确的指出错误的地点，并能说明出错的原因。 当INTERBUS系统发生故障时，主站停止整个数据传输周期，进入诊断周期。所有模块将输出端自行关闭，然后主站与连接着的第一个模块进行通讯，如果通讯成功，则与第二个模块进行通讯。依次类推，直到主站不能与下一个子站进行通讯。而且每个传输段中的CRC检验码能够周期判断随机干扰的出错位置。在线自动连接或切断系统的子系统或总线段，并使余下的系统仍能继续工作，减少了系统的停机时间。 INTERBUS的诊断功能体现在构成整个INTERBUS总线系统的各个模块上，如总线的模块、总线控制板、总线的各个智能设备。INTERBUS还对光纤传输具有控制功能。能自动地检测出光导传输的能量进行控制，并根据光导传输的质量发出不同的显示状态。诊断状态的信息可以通过不同的途径获取。根据不同的类型，INTERBUS主要采用两种方法：直觉观测法和软件诊断法。 1 直觉观测法 PHOENIX公司生产的INTERBUS总线模块上都采用LED或LC的显示装置来显示诊断数据。通过诊断显示的内容，操作人员不借助于任何其它的工具就可得到INTERBUS系统的状态。根据INTERBUS系统的结构，除了总线控制板上有集中诊断显示外，每个分散在系统中的模块上也有相应的系统运行状况的显示。作为集中诊断显示，这里以PLC的总线控制板为例。 PLC总线控制板上有4行LC，用于显示系统或模块出错的原因，地点和有关的错误代码。通过这些信息可以诊断下列错误： · 总线运行状态的诊断：传输导线的短路，连接线的开路，模块损坏以及瞬变的供电电源。 · 连接在现场总线模块上的传感器和执行器的诊断：外围设备的电源供电和输出，变送器的短路问题。 PLC总线控制板除了LC显示屏外，还有一个操作按钮，通过操作这些按钮可以得到总线运行，总线组态和总线诊断更多的信息。操作按钮通过一个以菜单为标准的工作流程进行。 诊断显示具有以下几个元素： (1) 三个主行加上附加的状态信号指示表示运行的状态、地址和数据，所有的信息尽可能地用文字来表达。 (2) 显示屏侧边的16个二进制的状态位标志输入/输出的数据。 (3) 背景的颜色表示总线运行的状态：红色表示总线出错，绿色表示总线工作正常。 (4) 在显示屏下面的状态指示段表示现场总线的运行状态，RUN：正常工作，FAIL：总线出错，BSA：总线段关断，PF：外部设备出错。 总线控制板上的诊断显示给用户提供了各种诊断的可能性。下面用两个例子加以说明。 例1：远程总线出错
当总线系统出错时，总线控制器自动进入自诊断周期，为了能够确定出错的位置，自诊断功能将系统一段一段连接起来，测试传输通讯是否正确。在自诊断的过程中，显示屏出现“LOOK FOR FAIL”的字符，背景为红色。当错误被找出并确定后，显示屏出现了“RBUS＝远程总线”字样。
* 出错段的0位置表示远程总线出错。 例2：外部设备出错
PF表示与INTREBUS的模块相连接的外部设备出错，如一个输出端出现短路等。此时显示面板上显示的内容由下表表示：
* 出错段的位置大于0则表示本地总线出错。 当PF出错时，系统仍能正常传输信息，因此显示屏的背景仍为绿色。当错误被纠正后，通过清零或重新启动可刷新面板显示。 分散在各个总线模块的诊断显示可以用一个典型的INTERBUS总线模块来说明。在INTERBUS的现场总线模块上有一排LED发光二极管。系统运行是否正常，传输质量的好坏由LED的颜色来表示，典型的LED信号有以下几种： RC：远程总线测试，检查远程模块的输入线是否正常； BA：总线运行状态； E：INTERBUS模块出错； RD：指出连接此模块的下一个模块被关断； LD：本地总线段被关断； UL：模块供电电源； Us1,Us2：输入/输出供电电源。 数字输入/输出模块还有表示输入/输出信号状态的指示二极管。下面是一个INTERBUS终端模块ST24 BKM-T模块的诊断显示LED两极管的图示
2 诊断软件 INTERBUS总线系统由一个完整的诊断软件来完成系统的集中诊断任务，诊断软件包括了两部分：控制系统软件中的用户诊断功能块和总线诊断软件。 控制系统软件中的用户诊断功能块运用了总线控制板中的两个16位诊断寄存器：诊断状态寄存器和诊断参数寄存器。诊断状态寄存器中的16位分别表示了总线系统运行的状态（正常运行，停止，出错，自诊断等状态）。当系统发生错误时，诊断参数寄存器的16位将进一步表示出错的地点和类型。上位的PLC控制器或PC控制器通过专用的诊断功能块获得其信息，并加以分析，最后对信息进行处理和显示。如Siemens S7 PLC控制器采用IB-DIAG的FB功能块，Siemens S5 PLC控制器采用GETDIAG的FB功能块来完成此类工作。 INTERBUS总线的诊断除了通过诊断寄存器将信息提供给PLC控制器处理外，总线系统也有总线的诊断软件，常用的有CMD软件。它包括三部分：组态、诊断和监控。 CMD的诊断部分将总线系统中遇到的干扰和错误用文字来显示。如果CMD软件处于组态和监控的运行状态时，用户将从总线组态的模块显示颜色、在状态行中的文字显示和一个系统提示窗口的状态变化得到出错的信息。下面是一个简单的CMD的诊断界面。
在CMD的诊断部分中，除了能让用户得到当前实时的错误信息外，同时还有帮助分析出错原因和排除错误的提示。下图表示了这种功能。
上图有附加的两类信息：状态提示和统计。通过启动统计功能，可以将所记录的数据进行统计，从而得到关于INTERBUS总线系统的传输质量的分析结论。CMD的所有数据都可以保存在由用户定义的文件里。并打上了出错或事件发生的时间。 INTERBSUS除了上面常用的诊断方法外，还有INTERBUS的仿真系统WINMOD和监控软件IBS-MON，这些工具可以对系统进行模拟和在线监控，在生产实践中也得到了应用。
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