浅谈如何降低纺丝机通讯网络故障率

摘要：在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。文章通过调查研究发现了纺丝机故障率高的主要原因为通讯网络故障，并进一步分析造成网络故障率高的因素有哪些，成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题。

关键词：工业以太网；PROFIBUS-DP；网操作站；西门子卡件；变频器

中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0047-03

在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，直接影响到成品的质量及原料的损耗。影响纺丝机故障的原因很多，设备的原因、电气的原因，通讯网络原因等，减少这些影响对指导生产有着重要意义。

通过近半年的调查发现，我厂通讯网络故障引起的纺丝机故障率占到了纺丝机总故障率的90%左右，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。

1 影响网络通讯故障率的因素

1.1 直接因素

通过图1我们可以看到网络通讯故障的直接因素分为两部分：工业以太网、PROFIBUS-DP网。

图1

1.1.1 工业以太网。所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。经过调查研究，发现我厂由于工业以太网影响生产，主要表现在两个方面：水晶头、网线。

水晶头的质量不好，可能会使便线和水晶头接触不良，导致网络时而中断；经常插拔水晶头时，会造成水晶头卡子掉落，致使接触不好造成网络中断。网线质量好坏对网速有影响，因为它里面所用的材质对信号传输是有影响的，不管距离多少，比如A终端到B终端距离是100M，如果好点的网线，可能中间只需加一个集线器或交换机，如果质量差点的网线，您可能要在中间加两个集线器或交换机，另外，劣质网线的老化现象比较严重，使用三四年后就会出现信号不稳定，时断时续等现象，而正品网线的寿命可达10年；网线防护也需要注意，如果防护不到位可能会被老鼠啃咬及人为破坏，从而使网络中断。

1.1.2 PROFIBUS-DP网。PROFIBUS符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的最优解决方案，其网络节点数已突破1000万个，在现场总线领域遥遥领先。

PROFIBUS-DP：主站和从站之间采用轮询的通讯方式，支持高速的循环数据通信，主要应用于制造业自动化系统中现场级的通讯。

我厂因PROFIBUS-DP网造成纺丝机故障率较高，结合工艺、电气半年的生产记录及和相关人员的谈话，找到了造成纺丝机故障率高的原因，主要分为两个方面：

一是在纺丝机运行过程中，时常会出现变频器通讯故障从而导致纺丝机的一个或多个导丝辊停，检查电器设备一切正常，启动设备时又能正常开启，但这种现象时常发生，由于每次出故障的导丝棍不固定，给查问题带来了很大的麻烦，也给生产带来了很大的影响，最后分析有可能为DP屏蔽线上感应电流的干扰造成的。

二是安装PROFIBUS-DP网线的设计方案不合理，当时的安装方法：DP线是通过连接变频器的端子串联接入的如图2所示。要是一个变频器出现故障，更换变频器拔端子的时候，就有可能使得端子上的DP线松动或损坏，造成后面的变频器通讯故障。

图2

1.2 间接因素

通过调查发现我厂实际生产中影响纺丝机通讯网络故障的间接因素，分为：操作站故障、DCS卡件故障、变频器故障。

（1）操作站故障。一般体现在灰尘、腐蚀等原因造成操作站硬件损毁，间接影响到了网络通讯中断；其次是由于病毒致使系统繁忙，无法正常通讯。

（2）西门子卡件故障。我厂纺丝机应用的卡件为：PS307、PLC300、CP343、I/O卡件等，其中PS307故障致使无24V输出，导致PLC300、CP343无24V电源，此事故在生产中经常出现。

（3）变频器故障。在生产过程中变频器通讯板由于灰尘、腐蚀的原因损坏率比操作站还要高些。

2 解决网络通讯故障率的措施

2.1 工业以太网故障的解决措施

在购买水晶头、网线时要选择质量好的，同时铺设网线的过程中，在网线外面套上蛇皮管防止网线被

破坏。

2.2 PROFIBUS-DP网故障解决措施

（1）我厂花费人力物力给每个变频器和DP网线连接的端子附近的DP网线屏蔽线做接地处理，图3、图4分别为做接前、后的简图。

经实践证明，做接地后变频器不再无原无故出现通讯故障而导致导丝辊停的现象，也就是说我们彻底找到了出现上述怪现象的原因，为以后设计施工、生产维护积累了宝贵的经验。

（2）我厂针对上面发现的设计不合理现象做了进一步完善处理，彻底解决了这一问题，方案如下：设计一个端子箱，DP总线在端子箱内的端子上进行短接，而每个变频器上的DP线都是从端子箱内单独接出的，更换其中任何一台变频器都不会对其他变频器产生影响，如图5为设计简图。

图3

图4

图5

2.3 操作站、变频器故障解决措施

定期对操作站、变频器进行除尘处理，同时对操作站主板，网卡、变频器做防腐处理；避免操作站和有毒的U盘、移动硬盘等接触，对系统及程序定期做备份，一经发现病毒，及时杀毒或恢复以前无病毒系统。

2.4 卡件故障解决措施

我厂卡件故障主要集中在西门子电源损毁严重上，分析可能由于220V电源不稳定或电压过高造成的。我们从生产消耗及生产稳定双方面考虑决定去掉PS307电源，改用由辅助室24V电源柜供电，因为此处用来转换成24V电压的220V电压来自UPS供电，比较稳定不会使电压波动或过高造成卡件损毁。

3 结语

以上措施成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题，大大减少了因纺丝机故障造成的损失，保证了产品产量的增加和质量的提高，为公司更好的拥有用户，占领市场提供了保障。

参考文献

[1] 王仁祥，王小曼.S7300/400入门与进阶[M].北

京：中国电力出版社，2009.

[2] SIEMENS Automation&Drive.profibus通讯快速入

门.

作者简介：李宏利（1980—），男，唐山三友远达纤维有限公司工程师。endprint

摘要：在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。文章通过调查研究发现了纺丝机故障率高的主要原因为通讯网络故障，并进一步分析造成网络故障率高的因素有哪些，成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题。

关键词：工业以太网；PROFIBUS-DP；网操作站；西门子卡件；变频器

中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0047-03

在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，直接影响到成品的质量及原料的损耗。影响纺丝机故障的原因很多，设备的原因、电气的原因，通讯网络原因等，减少这些影响对指导生产有着重要意义。

通过近半年的调查发现，我厂通讯网络故障引起的纺丝机故障率占到了纺丝机总故障率的90%左右，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。

1 影响网络通讯故障率的因素

1.1 直接因素

通过图1我们可以看到网络通讯故障的直接因素分为两部分：工业以太网、PROFIBUS-DP网。

图1

1.1.1 工业以太网。所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。经过调查研究，发现我厂由于工业以太网影响生产，主要表现在两个方面：水晶头、网线。

水晶头的质量不好，可能会使便线和水晶头接触不良，导致网络时而中断；经常插拔水晶头时，会造成水晶头卡子掉落，致使接触不好造成网络中断。网线质量好坏对网速有影响，因为它里面所用的材质对信号传输是有影响的，不管距离多少，比如A终端到B终端距离是100M，如果好点的网线，可能中间只需加一个集线器或交换机，如果质量差点的网线，您可能要在中间加两个集线器或交换机，另外，劣质网线的老化现象比较严重，使用三四年后就会出现信号不稳定，时断时续等现象，而正品网线的寿命可达10年；网线防护也需要注意，如果防护不到位可能会被老鼠啃咬及人为破坏，从而使网络中断。

1.1.2 PROFIBUS-DP网。PROFIBUS符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的最优解决方案，其网络节点数已突破1000万个，在现场总线领域遥遥领先。

PROFIBUS-DP：主站和从站之间采用轮询的通讯方式，支持高速的循环数据通信，主要应用于制造业自动化系统中现场级的通讯。

我厂因PROFIBUS-DP网造成纺丝机故障率较高，结合工艺、电气半年的生产记录及和相关人员的谈话，找到了造成纺丝机故障率高的原因，主要分为两个方面：

一是在纺丝机运行过程中，时常会出现变频器通讯故障从而导致纺丝机的一个或多个导丝辊停，检查电器设备一切正常，启动设备时又能正常开启，但这种现象时常发生，由于每次出故障的导丝棍不固定，给查问题带来了很大的麻烦，也给生产带来了很大的影响，最后分析有可能为DP屏蔽线上感应电流的干扰造成的。

二是安装PROFIBUS-DP网线的设计方案不合理，当时的安装方法：DP线是通过连接变频器的端子串联接入的如图2所示。要是一个变频器出现故障，更换变频器拔端子的时候，就有可能使得端子上的DP线松动或损坏，造成后面的变频器通讯故障。

图2

1.2 间接因素

通过调查发现我厂实际生产中影响纺丝机通讯网络故障的间接因素，分为：操作站故障、DCS卡件故障、变频器故障。

（1）操作站故障。一般体现在灰尘、腐蚀等原因造成操作站硬件损毁，间接影响到了网络通讯中断；其次是由于病毒致使系统繁忙，无法正常通讯。

（2）西门子卡件故障。我厂纺丝机应用的卡件为：PS307、PLC300、CP343、I/O卡件等，其中PS307故障致使无24V输出，导致PLC300、CP343无24V电源，此事故在生产中经常出现。

（3）变频器故障。在生产过程中变频器通讯板由于灰尘、腐蚀的原因损坏率比操作站还要高些。

2 解决网络通讯故障率的措施

2.1 工业以太网故障的解决措施

在购买水晶头、网线时要选择质量好的，同时铺设网线的过程中，在网线外面套上蛇皮管防止网线被

破坏。

2.2 PROFIBUS-DP网故障解决措施

（1）我厂花费人力物力给每个变频器和DP网线连接的端子附近的DP网线屏蔽线做接地处理，图3、图4分别为做接前、后的简图。

经实践证明，做接地后变频器不再无原无故出现通讯故障而导致导丝辊停的现象，也就是说我们彻底找到了出现上述怪现象的原因，为以后设计施工、生产维护积累了宝贵的经验。

（2）我厂针对上面发现的设计不合理现象做了进一步完善处理，彻底解决了这一问题，方案如下：设计一个端子箱，DP总线在端子箱内的端子上进行短接，而每个变频器上的DP线都是从端子箱内单独接出的，更换其中任何一台变频器都不会对其他变频器产生影响，如图5为设计简图。

图3

图4

图5

2.3 操作站、变频器故障解决措施

定期对操作站、变频器进行除尘处理，同时对操作站主板，网卡、变频器做防腐处理；避免操作站和有毒的U盘、移动硬盘等接触，对系统及程序定期做备份，一经发现病毒，及时杀毒或恢复以前无病毒系统。

2.4 卡件故障解决措施

我厂卡件故障主要集中在西门子电源损毁严重上，分析可能由于220V电源不稳定或电压过高造成的。我们从生产消耗及生产稳定双方面考虑决定去掉PS307电源，改用由辅助室24V电源柜供电，因为此处用来转换成24V电压的220V电压来自UPS供电，比较稳定不会使电压波动或过高造成卡件损毁。

3 结语

以上措施成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题，大大减少了因纺丝机故障造成的损失，保证了产品产量的增加和质量的提高，为公司更好的拥有用户，占领市场提供了保障。

参考文献

[1] 王仁祥，王小曼.S7300/400入门与进阶[M].北

京：中国电力出版社，2009.

[2] SIEMENS Automation&Drive.profibus通讯快速入

门.

作者简介：李宏利（1980—），男，唐山三友远达纤维有限公司工程师。endprint

摘要：在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。文章通过调查研究发现了纺丝机故障率高的主要原因为通讯网络故障，并进一步分析造成网络故障率高的因素有哪些，成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题。

关键词：工业以太网；PROFIBUS-DP；网操作站；西门子卡件；变频器

中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0047-03

在粘胶短纤维的生产中，纺丝机是关键设备，直接影响到成品的质量及原料的损耗。影响纺丝机故障的原因很多，设备的原因、电气的原因，通讯网络原因等，减少这些影响对指导生产有着重要意义。

通过近半年的调查发现，我厂通讯网络故障引起的纺丝机故障率占到了纺丝机总故障率的90%左右，为适应生产需要，保障产品质量，减少消耗，降低纺丝机通讯网络故障率成为重点。

1 影响网络通讯故障率的因素

1.1 直接因素

通过图1我们可以看到网络通讯故障的直接因素分为两部分：工业以太网、PROFIBUS-DP网。

图1

1.1.1 工业以太网。所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。经过调查研究，发现我厂由于工业以太网影响生产，主要表现在两个方面：水晶头、网线。

水晶头的质量不好，可能会使便线和水晶头接触不良，导致网络时而中断；经常插拔水晶头时，会造成水晶头卡子掉落，致使接触不好造成网络中断。网线质量好坏对网速有影响，因为它里面所用的材质对信号传输是有影响的，不管距离多少，比如A终端到B终端距离是100M，如果好点的网线，可能中间只需加一个集线器或交换机，如果质量差点的网线，您可能要在中间加两个集线器或交换机，另外，劣质网线的老化现象比较严重，使用三四年后就会出现信号不稳定，时断时续等现象，而正品网线的寿命可达10年；网线防护也需要注意，如果防护不到位可能会被老鼠啃咬及人为破坏，从而使网络中断。

1.1.2 PROFIBUS-DP网。PROFIBUS符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的最优解决方案，其网络节点数已突破1000万个，在现场总线领域遥遥领先。

PROFIBUS-DP：主站和从站之间采用轮询的通讯方式，支持高速的循环数据通信，主要应用于制造业自动化系统中现场级的通讯。

我厂因PROFIBUS-DP网造成纺丝机故障率较高，结合工艺、电气半年的生产记录及和相关人员的谈话，找到了造成纺丝机故障率高的原因，主要分为两个方面：

一是在纺丝机运行过程中，时常会出现变频器通讯故障从而导致纺丝机的一个或多个导丝辊停，检查电器设备一切正常，启动设备时又能正常开启，但这种现象时常发生，由于每次出故障的导丝棍不固定，给查问题带来了很大的麻烦，也给生产带来了很大的影响，最后分析有可能为DP屏蔽线上感应电流的干扰造成的。

二是安装PROFIBUS-DP网线的设计方案不合理，当时的安装方法：DP线是通过连接变频器的端子串联接入的如图2所示。要是一个变频器出现故障，更换变频器拔端子的时候，就有可能使得端子上的DP线松动或损坏，造成后面的变频器通讯故障。

图2

1.2 间接因素

通过调查发现我厂实际生产中影响纺丝机通讯网络故障的间接因素，分为：操作站故障、DCS卡件故障、变频器故障。

（1）操作站故障。一般体现在灰尘、腐蚀等原因造成操作站硬件损毁，间接影响到了网络通讯中断；其次是由于病毒致使系统繁忙，无法正常通讯。

（2）西门子卡件故障。我厂纺丝机应用的卡件为：PS307、PLC300、CP343、I/O卡件等，其中PS307故障致使无24V输出，导致PLC300、CP343无24V电源，此事故在生产中经常出现。

（3）变频器故障。在生产过程中变频器通讯板由于灰尘、腐蚀的原因损坏率比操作站还要高些。

2 解决网络通讯故障率的措施

2.1 工业以太网故障的解决措施

在购买水晶头、网线时要选择质量好的，同时铺设网线的过程中，在网线外面套上蛇皮管防止网线被

破坏。

2.2 PROFIBUS-DP网故障解决措施

（1）我厂花费人力物力给每个变频器和DP网线连接的端子附近的DP网线屏蔽线做接地处理，图3、图4分别为做接前、后的简图。

经实践证明，做接地后变频器不再无原无故出现通讯故障而导致导丝辊停的现象，也就是说我们彻底找到了出现上述怪现象的原因，为以后设计施工、生产维护积累了宝贵的经验。

（2）我厂针对上面发现的设计不合理现象做了进一步完善处理，彻底解决了这一问题，方案如下：设计一个端子箱，DP总线在端子箱内的端子上进行短接，而每个变频器上的DP线都是从端子箱内单独接出的，更换其中任何一台变频器都不会对其他变频器产生影响，如图5为设计简图。

图3

图4

图5

2.3 操作站、变频器故障解决措施

定期对操作站、变频器进行除尘处理，同时对操作站主板，网卡、变频器做防腐处理；避免操作站和有毒的U盘、移动硬盘等接触，对系统及程序定期做备份，一经发现病毒，及时杀毒或恢复以前无病毒系统。

2.4 卡件故障解决措施

我厂卡件故障主要集中在西门子电源损毁严重上，分析可能由于220V电源不稳定或电压过高造成的。我们从生产消耗及生产稳定双方面考虑决定去掉PS307电源，改用由辅助室24V电源柜供电，因为此处用来转换成24V电压的220V电压来自UPS供电，比较稳定不会使电压波动或过高造成卡件损毁。

3 结语

以上措施成功解决了纺练车间网络通讯故障影响停车的问题，大大减少了因纺丝机故障造成的损失，保证了产品产量的增加和质量的提高，为公司更好的拥有用户，占领市场提供了保障。

参考文献

[1] 王仁祥，王小曼.S7300/400入门与进阶[M].北

京：中国电力出版社，2009.

[2] SIEMENS Automation&Drive.profibus通讯快速入

门.

作者简介：李宏利（1980—），男，唐山三友远达纤维有限公司工程师。endprint