现场总线系统通信故障诊断及常见原因分析.pdf
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信息技术及应用 石 油 化 工 自 动 化 ，２００８，３：５０
Ａ ＵＴＯＭ ＡＴＩＯＮ ＩＮ ＰＥＴＲｏ—ＣＨＥＭ ＩＣＡＬ ＩＮＤＵ ＳＴＲＹ
现场总线 系统通信故障诊断及 常见原 因分析
魏 华
（中海 石油建滔化工 有 限公司 ，海 南 东方 ５７２６００）
摘 要 ：目前现场总线 系统在生产中的运用越来越广 ，但制约现场总线系统推广的一个主要原因是通讯信 号的稳定性 以及
现场总线系统通信的故障判断 。就现场总线系统通 讯的故 障诊断和常见原 因分 析人手 ，介绍 了如何判 断现场总线系统 的通 讯
故 障，寻找故 障源 ，增强现场总线系统运行的稳定性 ，推动现场总线系统在实际生产 中的运用 。
关 键词 ：现场总线系统 ；故障诊断 ；设备描述 ；互操 作性 ；噪音；干扰 ；信号衰减
中 图分 类 号 ：ＴＰ２７３ 文 献标 识 码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１００７—７３２４（２００８）０３—００５０—０４
Ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ ａｎｄ Ｎｏｒｍ ａｌ Ｒｅａｓｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ—ｆｉｅｌｄ Ｂｕｓ Ｃｏｍ ｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ
Ｗ ｅｉ Ｈ ｕａ
（Ｃｈｉｎａ Ｂｌｕｅｃｈｅｍ—Ｋｉｎｇｂｏａｒｄ Ｌｔｄ． Ｃｏ．，Ｄｏｎｇｆａｎｇ，５ ７２６００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ（ＦＦ）ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｉｄｅｌｙ．Ｏｎｅ ｍａｉｎ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｔｏ
ｐｕｓｈ ｔｈｅ ＦＦ ｉｎ ｔｈｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ． ＦＦ ｔｒｏｕｂ１ｅｓｈＯＯｔｉｎｇ ｉｓ ｑｕｉｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｆｒｏｍ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ—ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｆａｃｔｏｒ ｗｉｌｌ ｂｒｉｎｇ ｅｎｄｕｓｅｒ ｉｎｔｏ ｄｏｕｂｔ．
Ｔｒｏｕｂ１ｅｓｈＯＯｔｉｎｇ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ｒｅａｓｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｈｏｗ ｔｏ ｊ ｕｄｇｅ ｔｈｅ ｔｒｏｕｂｌｅ ｏｆ ＦＦ，ｔｒａｃｅ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ
ｉｍｐｒｏｖｅ ＦＦ ｒｕｎｎｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｐｕｓｈ ＦＦ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ； ｔｒｏｕｂ１ｅｓｈｏｏｔｉｎｇ； ｄｅｖｉｃｅ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ； ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ； ｎｏｉｓｅ； ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ；
ｓｉｇｎａ１ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ
１ 弓Ｉ 言
现 场 总线 系 统 在石 油 化 工 项 目中 的运 用越 来
越广 ，如 上 海 赛 科 ９００ ｋｔ／ａ乙 烯 项 目、南 京 扬 子
ＢＡＳＦ项 目、南 海 壳 牌 ８００ ｋｔ／ａ乙烯 项 目、旅 大 油
田 开 发 项 目、中 海 石 油 化 学 股 份 有 限 公 司 的
６００ ｋｔ／ａ甲醇 项 目等 ，通 过这 些 项 目的实施 及 前 期
使用 效果 来看 ，现场 总 线系 统具 有开 放性 和互操 作
性 ，可降低 控 制风 险 ，减 少施 工安 装 的工作 量 ，缩短
调试 时间 ，增强 设备 的预测性 维 护 。但 现场 总线 系
统 的通讯 稳定 性 问题 ，是 目前 制 约现场 总 线技术 推
广 的一个 重要 的 因素 。笔 者 介 绍 中 海 石油 建 滔 化
工有限公 司 甲醇项 目的现场 总 线系统通信 故 障诊
断及 常见 原 因分 析 。
２ 现 场 总线 系统通 讯 的基本 工作 原理
现场 总线系 统采 用曼 彻斯 特 双 向技术一Ｌ进 行
编码 ，该信 号被 称 为 “同步 串行 信 号 ”，数 据 流 中包
含了时钟 信息 ，数据 信号与时钟信 号混合成现场 总
线信 号 ，如 图 １所 示 。现场 总 线 接 收 器 将 在 １个
Ｂｉｔ内 的正跳 变作 为逻 辑“０”，负 跳变作 为逻 辑 “１”。
前同步信号、起始定界符 和结束定界符 由特殊
符号 来定 义 ，见 图 ２所示 。
时 钟 １
ｌ
１Ｂｉｔ Ｉ
＋ —］ — —
数 １］ ｉ Ｉ
曼彻斯特
编 码
图 １ 现场 总 线 系统通 讯 原理
前同步时 钟 信号被接收 器用来将 内部 时钟与
输入的现场 总线信号同 步 。起始定界 符 和结束定
界 符是 专用 的 Ｎ＋和 Ｎ一 ，Ｎ＋ 和 Ｎ一在 Ｂｉｔ中 间
时间不 跳变 ，接 收器 用起 始定 界符 找到 现场 总线 报
文 部分 ，在 找到 起 始定 界 符 后 ，接 收 器 开 始 接 收 数
据直 到结束 定 界符 为止 。
收稿 日期 ：２００８—０１—２４（修改稿）。
作者简介 ：魏 华 （１９７３一 ），男 ，湖 北 荆 州人 ，１９９７年 毕 业于
北京 石油化工学 院 自动化 专业 ，现在 中海 石油 建滔化 工有 限公司
生产部工作 ，任 电仪 经 理 ，高级工程师 。
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