近來，人們經(jīng)常談?wù)摿鞒淘O(shè)備故障診斷的問題——其中的核心問題是現(xiàn)場總線儀器儀表或者上一級的資產(chǎn)管理系統(tǒng)的故障診斷問題。而對信息通訊的監(jiān)控，即總線系統(tǒng)的自我監(jiān)控卻討論的不多。其主要原因是一批新近研發(fā)成功的信息通訊監(jiān)控工具，使現(xiàn)場總線系統(tǒng)的通訊監(jiān)控工作變得非常簡單了。
通常情況下現(xiàn)場總線系統(tǒng)工作是非常穩(wěn)定的。這一點(diǎn)通過Reinhold & Mahla公司對運(yùn)行設(shè)備的檢測得到了證實(shí)：當(dāng)流程設(shè)備現(xiàn)場總線系統(tǒng)的局部出現(xiàn)錯(cuò)誤后，大多數(shù)情況下流程設(shè)備仍然可以不受影響正常運(yùn)行。只有超過了特定的干擾級別時(shí)，才會(huì)成為問題。人們常說：大多數(shù)情況下網(wǎng)絡(luò)一直暢通無阻，盡管時(shí)不時(shí)的出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，例如由EMV引起的干擾，但只有在不斷的出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)才會(huì)出現(xiàn)故障。所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)第一次出現(xiàn)的錯(cuò)誤以及在現(xiàn)場總線系統(tǒng)安裝時(shí)就避免錯(cuò)誤是非常重要的，這可以保證總線系統(tǒng)的安全可靠性。
如何診斷這類故障錯(cuò)誤呢?Rheinhold & Mahla檢測實(shí)驗(yàn)室的Sven Seintsch先生說：“過去通常利用示波器對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測。這項(xiàng)檢測工作要求檢查人員對現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)非常熟悉，但有時(shí)還無法檢測到所有的數(shù)據(jù)參數(shù)。在實(shí)踐中，信號抖動(dòng)是最易觀察、監(jiān)控現(xiàn)場總線系統(tǒng)物理層工作狀況的一個(gè)指標(biāo)。但當(dāng)這一參數(shù)離開了設(shè)定的監(jiān)控窗口時(shí)，接收設(shè)備將無法收到它發(fā)出的信息?！?/FONT>
通過總線信號中的噪聲也可發(fā)現(xiàn)連續(xù)的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障和錯(cuò)誤。但由于噪音僅在一定條件下使得通訊的質(zhì)量變差，因此信號抖動(dòng)就成為判斷現(xiàn)場總線系統(tǒng)工作好壞的重要指標(biāo)。今天，已經(jīng)有能夠?qū)ΜF(xiàn)場總線系統(tǒng)工作狀況進(jìn)行診斷分析的工具了，例如對噪音、信號水平和信號抖動(dòng)進(jìn)行分析檢查的工具。
原則上有兩種故障診斷的工具，固定式故障診斷儀和移動(dòng)式故障診斷儀。移動(dòng)式故障診斷儀與普通的4~20mA萬用表沒有多大的區(qū)別。在流程設(shè)備現(xiàn)場總線出現(xiàn)故障后，維修服務(wù)人員到場對實(shí)際采用的儀器儀表技術(shù)進(jìn)行分析。這種現(xiàn)場使用的診斷儀與硬件維護(hù)保養(yǎng)系統(tǒng)非常相似。只是維修服務(wù)人員必須有相應(yīng)的專業(yè)知識，才能使用這些工具;要有一定的經(jīng)驗(yàn)，才能準(zhǔn)確地判斷故障的原因是什么?在哪里發(fā)生的?Trebing &Himstedt公司的Steffen Himstedt先生也證實(shí)道：“到目前為止常見的現(xiàn)場總線故障診斷分析工具不是為流程設(shè)備的維修服務(wù)所設(shè)計(jì)的，而且也太復(fù)雜。它們的重點(diǎn)在于程序和程序錯(cuò)誤的診斷分析。檢測結(jié)果大多數(shù)情況下都非常難懂，或者說只有專家和專業(yè)的維修服務(wù)人員才能看懂?！?/FONT>
因此就有了這樣的要求：在目前通用的流程設(shè)備控制技術(shù)中集成盡可能簡單的現(xiàn)場總線故障診斷分析工具。此外，用戶還希望得到明確的故障診斷分析報(bào)警和明確的故障排除提示，以便及時(shí)地了解出現(xiàn)的錯(cuò)誤和流程設(shè)備工作狀態(tài)的變化，及時(shí)地排除流程設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障。MTL公司的負(fù)責(zé)人Thomas Menze先生明確地說到：“這就是說要知道現(xiàn)場總線系統(tǒng)中出現(xiàn)的那些嚴(yán)重錯(cuò)誤，從而避免流程設(shè)備出現(xiàn)意外的停產(chǎn)?！?/FONT>
實(shí)踐中的檢驗(yàn)
在H?chst市Clariant Produkte有限責(zé)任公司的一次現(xiàn)場試驗(yàn)中，首次在一套流程設(shè)備中安裝了大約40個(gè)總線設(shè)備和300個(gè)總線節(jié)點(diǎn)。這次試驗(yàn)證實(shí)了，現(xiàn)場總線系統(tǒng)有著很高的穩(wěn)定性。之所以得出這樣的結(jié)論，一方面是因?yàn)槭褂昧藞?jiān)固的安裝技術(shù)(例如：存儲技術(shù)、現(xiàn)場總線變型技術(shù)、控制閥塊技術(shù)等等)，另一方面是因?yàn)椴捎昧穗姶牌帘畏桨?。該流程設(shè)備現(xiàn)場總線系統(tǒng)直至各個(gè)具體的檢測項(xiàng)目，都得出了很好的檢測結(jié)果。
良好的總線系統(tǒng)安裝是基礎(chǔ)
在使用了這樣的診斷分析工具之后，可以在流程設(shè)備運(yùn)行的同時(shí)發(fā)現(xiàn)超過規(guī)定極限值的異常現(xiàn)象(例如：信號抖動(dòng)超標(biāo));并且可以在這些異常情況影響流程設(shè)備正常生產(chǎn)之前就進(jìn)行故障排除。在試驗(yàn)時(shí)，選擇了一套配備了現(xiàn)場總線系統(tǒng)最常見的元器件的流程設(shè)備。在這套流程設(shè)備的試驗(yàn)中，可以直接看到現(xiàn)場總線安裝質(zhì)量帶來的影響，以及改進(jìn)提高的辦法。因此，Clariant Prodnket公司的Michael Pelz先生得出了這樣的結(jié)論：“根據(jù)這次現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果我們建議，在可能的情況下，新的現(xiàn)場總線系統(tǒng)最好直接配備Physical Layer監(jiān)控工具。”Pelz先生還補(bǔ)充了一個(gè)非常重要的觀點(diǎn)：“流程設(shè)備現(xiàn)場總線系統(tǒng)通訊可靠性的基礎(chǔ)是最佳的總線系統(tǒng)安裝。在診斷分析工具的幫助下，可以在流程設(shè)備試運(yùn)行之前就對總線系統(tǒng)的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，從而才可能保證流程設(shè)備整個(gè)壽命周期內(nèi)的質(zhì)量?！?/FONT>
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