西门子CPUXP模块6ES7212-1AB23-0XB8性能参数

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一个项目进行改造，在profibus网络的后面增加了几个站点，距离也非常近，符合profibus网络长度的限制，同时也符合网络的安装规范，接地也良好，施工完成后，从站出现不定期的掉站情况，故事将带您一起分析故障的原因。

网络比较复杂，划分了好几个网段，根据现场测试简单画出网络拓扑图，如图1所示。

为了便于分析，图1中的网络只是示意图，总共有三个网段，只有一个cpu，从站故障多发生于网段1中cpu右边的22个从站设备中。

由于profibus通信是电压差分信号，故障发生在哪一个网段只是结果并不能判断故障源。先使用amprolyzer （profibus报文测试软件，可以在西门子网站上下载）软件对整个网络进行测试，发现有报文错误。现场调试较的就是由多个网段组成的网络，必须单独测量，检查的方法也很简单，就是排除法。首先进行网络分拆，屏蔽网段2，再在cpu上使用终端电阻隔开cpu左边的36个从站，这样可以排除网段间的相互干扰。最后发现大量的错误报文还是由cpu右边22个从站设备发出，这样就确定了故障的网段。

首先检查接地，表面看每个站点都接地良好，因为没有考虑到接地电阻，接地线分布等原因，这些问题对于现场临时调试是不可能的事情，所以就算接地良好。

其次查看是否符合profibus安装规范，包括站点间距离、是否有分支等，看了半天也没查出原因，就算是没问题吧，因为查看每一个接头是否虚接同样不现实。都没有问题，现场了解，在cpu右边22个从站设备的网段中进行过改造，添加了新设备，有一个站点添加在原网段，后面又添加了一个中继器用于扩展和隔离，检查了也没有发现问题，那么问题出现在哪里呢？

表面看不出来，只能通过查看一下通信的物理信号，例如是否受到信号干扰以及profibus安装问题等，使用示波器查看的波形图如图2所示，

在波形上可以看到明显的信号反射，通过时间与信号传输速度的关系，计算到反射的位置距离主站大于70米，而70米处正是添加新设备的位置，再去现场重新检查，发现了一个奇怪的安装现象，如图3所示。

现场查看，发现网络最后使用中继器与新加站点隔开，由于安装空间问题，还有一个站点在中继器前安装，然后再连接到中继器，连接从站到中继器的电缆与原电缆不匹配，一个新的，一个是旧的，电缆订货号居然不同，难道问题出在这里？使用终端电阻将使用新通信电缆的站点隔离，再看信号波形图，反射信号消失了，问题找到了，使用一段多余的旧线替换新线后，错误报文很少出现。真是没有想到，一小段电缆居然造成整个网络不稳定。

如果通信电缆的特征阻抗不匹配，通信信号就会发生反射，如果通信距离较长，在末端出现反射，对通信造成的危害更大，即使电缆参数相同，但是厂商不同，特征电阻也会有偏差（手册中标有误差范围为正负10%，所以较大偏差20%），如果在长距离使用非profibus协会的电缆，通信质量就更难保证，图4的安装不能说错误，但是应注意上述的问题。

如果现场确实有困难，应在两种电缆交汇处使用中继器隔开。

一、rs-232、rs-422与rs-485的由来

rs-232、rs-422与rs-485都是串行数据接口标准，较初都是由工业协会（eia）制订并发布的，rs-232在1962年发布，命名为eia-232-e，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。rs-422由rs-232发展而来，它是为弥补rs-232之不足而提出的。为改进rs-232通信距离短、速率低的缺点，rs-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10mb/s，传输距离延长到4000英尺（速率低于100kb/s时），并允许在一条平衡总线上连接较多10个。rs-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为tia/eia-422-a标准。为扩展应用范围，eia又于1983年在rs-422基础上制定了rs-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共围，后命名为tia/eia-485-a标准。由于eia提出的建议标准都是以“rs”作为前缀，所以在通讯工业领域，仍然习惯将上述标准以rs作前缀称谓。

rs-232、rs-422与rs-485标准只对接口的特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。因此在视频界的应用，许多厂家都建立了一套高层通信协议，或公开或厂家使用。如录像机厂家中的sony与松下对录像机的rs-422控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如louth、odetis协议是公开的，而probbbb则是基于profile上的。

二、rs-232串行接口标准

目前rs-232是pc机与通信工业中应用泛的一种串行接口。rs-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。rs-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。

收、发端的数据信号是相对于信号地，如从dte设备发出的数据在使用db25连接器时是2脚相对7脚（信号地）的电平，db25各引脚定义参见图1。典型的rs-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15v，负电平在-5～-15v电平。当无时，线上为ttl，从开始传送数据到结束，线上电平从ttl电平到rs-232电平再返回ttl电平。典型的工作电平在+3～+12v与-3～-12v。由于发送电平与接收电平的差仅为2v至3v左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布，其传送距离较大为约15米，较高速率为20kb/s。rs-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kω。所以rs-232适合本地设备之间的通信。其有关电气参数参见表1。