通过调整DP参数来解决通讯问题

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我们知道，DP通讯过程中，调整参数是有一定风险的，因此对于DP通讯的参数，我们一般都不建议大家修改，仅采用默认值即可。但有些情况下，修改参数却在某种程度上可以解决DP通讯的问题，但仅限于您对DP网络参数非常了解的情况，这里讲一个现场实例，供大家参考。 某现场，采用了国外进口大型机床加工设备，生产我国某设备的重要部件。该设备生产加工的精度较高，如果生产过程中有任何的差错，将很容易导致工件报废，损失很大。该设备使用了DP总线通讯，设备是在国内现场进行安装的，试运行初期一切都正常，但随后即出现DP通讯瞬间会中断的情况，现场经过多次处理，包括更换DP插头、更换DP电缆等等，情况有所好转，但丢站还是比较频繁，几乎每测试48小时都会有至少一次丢站的情况，因此导致生产线迟迟不能投产。该用户无奈请求德国总部进行支持，由于现场在国内，于是我们到现场进行问题的处理。
到了现场，我们了解了相关的情况：该设备在其他的现场都用应用，几乎没有出现过通讯丢站的情况，唯独在该现场出现了这个问题，而唯一有不同的地方，是该现场的DP电缆不是直接从西门子采购的标准DP电缆。从现场的控制柜里也可以看到，由于前期已经更换了一部分电缆，因此还没有更换的电缆跟标准的DP电缆有明显的颜色差（图1）。


而非标准电缆的内部的线芯为多芯，其中红色和绿色的保护外皮比较硬（图2），而DP插头采用的又是快连插头，因此大家怀疑电缆有虚接的现象。


另外通过波形检测也可以看到，网络中有反射点。经过测算，该点刚好为该插头处，即刚好是在该DP插头处两种不同的电缆被连接在了一起，这说明两种电缆的特性确实不同，另外也说明电缆刚好更换了一半，不存在混合的情况（图3）。


由于怀疑是DP电缆虚接，因此之前曾经将一批快速连接插头换成了螺钉连接的DP插头。这个措施曾经非常有效，据说更换完之后很久没有再出现问题，但由于货期的问题，现场还剩了几个插头没有更换，因此本次检测，我们也首先将剩下的几个插头都换掉，进行观察。
结果，经过一晚上的测试，第二天早上仍然发现有丢站的情况。
这说明，现场应该不单纯是DP插头或者电缆虚接导致的问题。
于是，我们将DP通讯的参数进行了修改（图4）。


之后我们又对报文进行了检测（图5）。


此时，网络中有错误报文出现，而且数量比较多，但错误报文的出现并没有导致丢站。
经过一天的测试，仍然没有出现丢站的情况。可见，调整网络参数对抑制丢站起到了一定的作用。
但为了减少错误报文，我们又调整了参数（图6）。


调整后，错误报文也有所减少，并且经过一段时间的测试，依然没有出现丢站的情况。
但修改网络参数毕竟不是从根本上解决问题的方法，这只是规避的问题的发生。
不过从某个角度讲，这也能在一定程度上保证通讯的正常，因此这种方法大家也可以适当的使用。
由于这些测试都是在空载的情况下进行的，因此我们建议进行带载测试，看实际工况下到底是什么情况。
于是我们将设备装上了废料进行带载测试，并且测试过程中，重点监测了报文。而在监测报文的过程中，我发现在设备的刀具在启动或者停机的瞬间，报文偶尔会有重发的现象（图7）。


为什么只在刀具启动或者停机的瞬间出现报文的重发呢？这意味着现场可能存在EMC的干扰。
于是我们对波形进行了监测。果然，可以看到，在设备带载运行过程中，波形上有明显的干扰（图8）。


至此，我们可以得到这样的结论：由于系统中存在EMC的干扰，导致DP通讯的报文出现重发或者错误，由于之前的默认参数仅允许一次重发，因此即便是在空载情况下，如果现场偶尔出现2次以上的报文重发时，将导致通讯出现瞬间中断的情况。
有了这个结论，我们将现场的电缆重新进行了整理，将DP电缆尽量远离动力电缆（图9）。


将布线整改后，我们又对波形进行了带载检测（图10）。


通过示波器可以看到，在带载的情况下，干扰比之前要小很多（无论是出现的频率还是幅值都减小），同时信号波形也比之前的波形好很多。
而DP通讯的参数我们也保持修改后的参数，特别是报文重试次数Retry_Limit（= 3），参见图6。
之后，经过几天的测试，现场没有再出现丢站的情况。当然，我们还是建议后期将剩下的电缆都更换成标准的DP电缆。
至于修改DP参数，我们最常见的是修改DP通讯的波特率，而协议层的参数一般我们不建议大家修改，这一点我们这里还是要明确一下，除非您对DP网络参数非常熟悉。