西门子3VA1150-3GD42-0AA0

3VA1150-3GD42-0AA0

1、基金会（foundationfieldbus简称ff）

这是以美国fisher-rousemount公司为首的联合了横河、abb、西门子、英维斯等80家公司制定的isp协议和以honeywell公司为首的联合欧洲等地150余家公司制定的worldfip协议于1994年9月合并的。该总线在过程自动化领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。基金会现场总线采用国际标准化组织iso的开放化系统互联osi的简化模型（1，2，7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。ff分低速h1和高速h2两种通信速率，前者传输速率为31.25kbit/秒，通信距离可达1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为1mbit/秒和2.5mbit/秒，通信距离为750m和500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号iec1158-2标准。ff的物理媒介的传输信号采用曼切斯特编码。

2、can（controllerareanetwork控制器局域网）

较早由德国bosch公司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被iso国际标准组织制定为国际标准，得到了inbbb、motorola、nec等公司的支持。can协议分为二层：物理层和数据链路层。can的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。can支持多主工作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置**级来避免冲突，通讯距离较远可达10km/5kbps/s，通讯速率较高可达40m/1mbp/s，网络节点数实际可达110个。目前已有多家公司开发了符合can协议的通信芯片。

3、lonworks

它由美国echelon公司推出，并由motorola、toshiba公司共同倡导。它采用iso/osi模型的全部７层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，通讯速率从300bit/s至1.5m/s不等，直接通信距离可达2700m（78kbit/s），被誉为通用控制网络。lonworks技术采用的lontalk协议被封装到neuron（神经元）的芯片中，并得以实现。采用lonworks技术和神经元芯片的产品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。

4、devicenet

devicenet是一种的通信连接也是一种简单的网络解决方案，有着开放的网络标准。devicenet具有的直接互联性不仅改善了设备间的通信而且提供了相当重要的设备级阵地功能。debicenet基于can技术，传输率为125kbit/s至500kbit/s,每个网络的较大节点为64个，其通信模式为：生产者/客户（producer/consumer），采用多信道广播信息发送方式。位于devicenet网络上的设备可以自由连接或断开，不影响网上的其他设备，而且其设备的安装布线成本也较低。devicenet总线的组织结构是opendevicenetvendorassociation（开放式设备网络供应商协会，简称“odva”）。

5、profibus

profibus是德国标准（din19245）和欧洲标准（en50170）的现场总线标准。由profibus--dp、profibus－fms、profibus－pa系列组成。dp用于分散外设间高速，适用于加工自动化领域。fms适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。pa用于过程自动化的总线类型，服从iec1158－２标准。profibus支持主-从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。profibus的传输速率为9.6kbit/s至12mbit/s，较大传输距离在9.6kbit/s下为1200m，在12mbit/s小为200m，可采用中继器延长至10km，传输介质为双绞线或者光缆，较多可挂接127个站点。

6、hart

hart是highwayaddressableremotetransducer的缩写，较早由rosemount公司开发。其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变的过渡产品。其通信模型采用物理层、数据链路层和应用层三层，支持点对点主从应答方式和多点广播方式。由于它采用模拟数字信号混和，难以开发通用的通信接口芯片。hart能利用总线供电，可满足本质安全防爆的要求，并可用于由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。

7、cc-bbbb

cc-bbbb是control&communicationbbbb（控制与通信链路系统）的缩写，在1996年11月，由三菱电机为主导的多家公司推出，其增长势头迅猛，在亚洲占有较大份额。在其系统中，可以将控制和信息数据同是以10mbit/s高速传送至现场网络，具有性能**、使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。cc-bbbb是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。2005年7月cc-bbbb被中国批准为中国指导性技术文件。

8、worldfip

workdfip的北美部分与isp合并为ff以后，worldfip的欧洲部分仍保持独立，总部设在法国。其在欧洲市场占有重要地位，特别是在法国占有率大约为60%。worldfip的特点是具有单一的总线结构来适用不同的应用领域的需求，而且没有任何网关或网桥，用软件的办法来解决高速和低速的衔接。worldfip与ffhse可以实现“透明联接”，并对ff的h1进行了技术拓展，如速率等。在与iec61158第一类型的连接方面，worldfip做得较好，走在世界**。

此外较有影响的现场总线还有丹麦公司process-dataa/s提出的p-net，该总线主要应用于农业、林业、水利、食品等行业；swiftnet现场总线主要使用在航空航天等领域，还有一些其他的现场总线这里就不再赘述了

为了便于分析，图1中的网络只是示意图，总共有三个网段，只有一个cpu，从站故障多发生于网段1中cpu右边的22个从站设备中。

由于profibus通信是电压差分信号，故障发生在哪一个网段只是结果并不能判断故障源。先使用amprolyzer （profibus报文测试软件，可以在西门子网站上下载）软件对整个网络进行测试，发现有报文错误。现场调试较头疼的就是由多个网段组成的网络，必须单独测量，检查的方法也很简单，就是排除法。首先进行网络分拆，屏蔽网段2，再在cpu上使用终端电阻隔开cpu左边的36个从站，这样可以排除网段间的相互干扰。最后发现大量的错误报文还是由cpu右边22个从站设备发出，这样就确定了故障的网段。

首先检查接地，表面看每个站点都接地良好，因为没有考虑到接地电阻，接地线分布等原因，这些问题对于现场临时调试是不可能的事情，所以就算接地良好。

其次查看是否符合profibus安装规范，包括站点间距离、是否有分支等，看了半天也没查出原因，就算是没问题吧，因为查看每一个接头是否虚接同样不现实。都没有问题，现场了解，在cpu右边22个从站设备的网段中进行过改造，添加了新设备，有一个站点添加在原网段，后面又添加了一个中继器用于扩展和隔离，检查了也没有发现问题，那么问题出现在哪里呢？

表面看不出来，只能通过查看一下通信的物理信号，例如是否受到信号干扰以及profibus安装问题

现场查看，发现网络最后使用中继器与新加站点隔开，由于安装空间问题，还有一个站点在中继器前安装，然后再连接到中继器，连接从站到中继器的电缆与原电缆不匹配，一个新的，一个是旧的，电缆订货号居然不同，难道问题出在这里？使用终端电阻将使用新通信电缆的站点隔离，再看信号波形图，反射信号消失了，问题找到了，使用一段多余的旧线替换新线后，错误报文很少出现。真是没有想到，一小段电缆居然造成整个网络不稳定。

如果通信电缆的特征阻抗不匹配，通信信号就会发生反射，如果通信距离较长，在末端出现反射，对通信造成的危害更大，即使电缆参数相同，但是厂商不同，特征电阻也会有偏差（手册中标有误差范围为正负10%，所以较大偏差20%），如果在长距离使用非profibus协会的电缆，通信质量就更难保证，图4的安装不能说错误，但是应注意上述的问题