【西门子技术π-PLC通信原理探秘】S7-300和CU250S通信的痛苦经历

1.应用的基本信息

 1.1基本应用信息描述（您所经历过的现场或案例，描述设备运行的异常情况，语言简要、故障要点突出，现象表达清楚，涉及具体设备的版本信息，网络规模，主要产品列表等）

      配置：CPU315-2PN/DP,  连接 6个CU250S驱动单元，1个G120C。

2.故障的检测和解决 

2.1 故障或问题分析（根据故障或问题，进行分析，从而提出潜在的一些解决方案用于解决该问题）

      6个CU250，用CPU315只能连接一个。换了个CPU313C-2DP能连接3-4个，变频启动还会出现DP总线通信超时现象。我怀疑是干扰。柜子严格按规范重新制作。情况没有多大改善。难道可能接地没做彻底。要求重新做接地。找到厂内较大接地体，通过粗铜缆连接新的柜子大的接地铜排上。仍然没多大效果。

     难道是等电位问题？313C默认M和GND通的，但我315的M也接地了。难道313C的基板大，抗干扰能力强？为了排除总线的电气干扰，买个光电隔离的总线连接器。直接就连接不上。更不解了。另外一个一体的G120的DP通信始终正常。我开始怀疑这些CU250有些特性不一致，CU和功率单元的等电位接触不良？直接在CU单元上加接地。状况依旧！！百思不得其解！

    难道网络接头有问题？但为什么同样的网络接头，连接不同的CPU状况就不一样呢？终端电阻问题？检查最前和最后都在ON。其余都是OFF，已经检查N遍了。我要奔溃了。在这个没有地线的用电环境，周边还有很多电焊，机床在使用。可能会引入一些干扰。我去买了隔离变压器、滤波器、新的开关电源。神奇的,CPU315能连接2个CU250了。313C能连接5个CU250了。看来还有干扰。但我能想到的都做了。
    一次无意中将总线连接器的最头上的终端电阻从ON打到OFF。CPU315神奇的又能连接3个了。这是他的最高纪录了。可是，这些都和我以前理解的正好相反。485网络有终端电阻更稳定可靠啊。为什么没了终端电阻反而通信更好呢！

 2.2故障或问题处理（根据分析各种导致故障的可能性，逐步排查，描述您解决此问题的操作步骤，最终确认原因，排查过程有条理，思路清晰）

     6CU250在排除故障的过程中发现6个状况不一样。更换3个CPU还三个状况，真是神奇的很。一开始调试第一个CU250和CPU连接正常。第二个CU250无法和第一个315连接。换313C能够和第一、第二、三个CU250连接。其余三个始终无法连接，判断为坏了，拿到办公室，又有一个能和CPU313连接。两个反回到供应商修。供应商测试又一个能连接一个不能连接。怀疑CPU315问题，更换一个新的CPU315.改善EMC环境。能够连接三四个。连第三个就不能连接第四个，连第四个就不能连接第三个。两个网络地址无冲突。经过 重新做DP接头，做接地，更换CPU，更换柜子，重新排布安装。问题依旧。

    有时候两三个能连接的，有变频启动时出现通信故障。使我一直误判为网络受电磁干扰。现场没有什么检测设备。万用表好不容易找到一个。一次为测试网络接头终端是否正常，测量了一下总线大A,B间内组。
网络接头未插入CU250时，电阻为110欧姆左右正常。查到模块上后，一量。居然是直通的。电阻为0？？，正常至少也是110欧姆，无终端电阻要几十K欧姆的。问题终于找到了，逐个测量，原来CU250早已经坏了。只是损坏的程度各不相同而已。所以出现各种奇怪的现象。应该是用户网络接头制作不规范，在第一次上电时已经全部损坏了。严重的AB间电阻都是1-2欧姆，稍好一点也就几十欧姆。第一个能和CPU连接的因为正好CPU和它有终端电阻，瞬间有分流作用起到了一定的保护。但也有损伤，CPU的DP口AB间内阻只有几百欧姆了。但还能连接。用完好的313居然还能驱动起来几个通信口内阻接近短路的模块。
      好像485信号电平逻辑只要达到差分200mV就可以，CPU313勉强能驱动几个，但网络质量已经很差了，所以稍有点干扰就通信中断。连的多就不行了。而且用户安装及不规范，所以一直怀疑纯粹是干扰。
而且打了终端电阻是AB间内阻更小反而连接不上，不打终端电阻而且容易通信这样的现象也出现了。

3.实践联系理论

     涉及到和变频器通信应用，安装的规范是非常重要的。用户安装不规范，应该立即拒绝调试，拒绝通电。不然痛苦的是自己。

     当然调试测试有更多的工具会方便很多，如果一开始就有DP测试工具。也就不会花这么多时间。

4.经验总结 

4.1遗留的问题（故障排查后，是否对故障或者解决问题的方式仍然有些疑问或者不理解的地方）

    其实这已经是6年前的事了，当时CU250S刚出来第一批产品的接口可能是有些问题，我也为了尝鲜。但当时调试的痛苦回忆会一直在我人生记忆里。那调试环境，边上电焊，机械打磨的飞尘，内心的焦躁记忆犹新。那安装的不规范程度本来应该拍个照片记录一下。种种奇怪问题，当时还打电话请教了好多朋友，本来号称搞西门子几十年的，从S5搞到S7碰到过各自通信，一开始S7-200的USS\Modbus等库函数没出来，通信都自己做，CRC校验要自己编。很多仪表的自由口通信都做过。DP口更是熟悉的不能再熟悉。没想到那一次一个DP通信要把我搞崩溃。     

4.2改进方法（解决问题后，根据原因结果，针对故障现象可以采取的预防措施，技术要点等。可以提出更好的解决方式或建议）

     串口通信慢慢减少，越来越多的走以太网通信了。本来这项目也可以选择PN的CU250S。因为这个系统还有很多站点，还有S120还有很多HMI，我想把这几个驱动用DP，上位系统用PN。两个网络独立开减少PN网络负担和相互干扰。才会出现这样的情况。如果走PN估计也就不会发生这样的事情了。

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