fzyiye

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【原创】也谈工业现场的MODBUS RTU通讯问题

2020-10-22 15:53:13 显示全部楼层
看到论坛里有不少关于RS485方面的帖子,对我帮助很大,所以结合我所遇到的现场的MODBUS问题也来聊一聊RS485.

案例一


PLC与变频器间通讯异常——PLC与一台变频器用MODBUS通讯的方式连接,待机状态下通讯都是很不错的,但是实际开机运行的时候,PLC与变频器间的通讯很不稳定,有时候会1-2小时报警(PLC与变频器间通讯故障,有时候几天才会报警),屏蔽双绞线,屏蔽层单端OR两端接地都做了,故障依旧。最终前往现场检查,用示波器测量AB间的电压波形,如下:
图1.png
图1
从以上运行过程中的通讯波形可以看出,通讯波形很不错,没有明显干扰现象。但是从上图上可以看出总线空闲时的电压非常低,实测约为100mV,这个电压使总线处在不确定状态,极易因为外部干扰使电压低于-200mV,从而在总线上产生一个低电平,此低电平会使MCU(MCU与485芯片通过串口通讯)的串口上产生一个报文启始信号,进而使MCU错误的认为这时候有一个报文传递过来,打乱了正常的通讯时序,从而导致通讯报警。

最终将现在总线上的终端电阻全部取消,故障消失,设备运行了2年都没有再出现问题。取消终端电阻之后的波形如下图:
图2.png
图2
案例二

某客户现场有四台同样型号的设备单独运行都很正常,后来客户想要做一个集中控制——使用MODBUS将四台机组连起来,用一个集中控制设备控制这四台设备出现在问题了。现象是集中控制器与设备完全无法通讯,到现场去测试发现单台设备与modscan通讯都很正常,但是只要连接两台以上的设备,modscan都不能正常连接设备。后来用示波器测量AB间的波形发现各种。。。。波动太厉害。如下图所示:
图3.png
图3
所以又开始检查设备的接地(我们的设备的电源是接地系统的),如下图,两台设备的PE间存在很大的干扰,这个干扰与通讯线上的干扰完成对应。这两台设备据设备安装方表述是同一点接地的,但是后续我们使用接地电阻测量仪测试时,明显发现两者接地电阻不同。后续将现场的四台设备重新做好接地之后,故障消失。
图5.png
图4
本次先分享这两个案例,通过这两个案例,我个人在工业现场应用时,会首先检查两点:

1. 近距离通讯连接,如果没有多个不同种类的从站,一定不使用终端电阻;
2. 接地很重要,很重要,很重要。在哪里接地,什么规格的电缆线(线径,圆扁),什么时候要保持同电位,是否有接地环流都很重要。


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curton

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curton 2020-10-22 19:33:31 显示全部楼层
对最后一个接地感触很深啊
接地 接地!!!


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fzyiye

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fzyiye 2020-10-23 08:31:40 显示全部楼层
curton 发表于 2020-10-22 19:33
对最后一个接地感触很深啊
接地 接地!!!

已经很多次遇到接地导致的通讯问题,教训很深刻。

eeNick

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eeNick 2020-10-23 10:00:29 显示全部楼层
很好的分享,结合案例有图有真相,感谢
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二哲科技

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二哲科技 2020-10-23 12:49:54 显示全部楼层
最近也有一个关于接地的问题,用了隔离器,地没选对导致示波器测出来的信号完全不行。

fzyiye

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fzyiye 2020-10-23 13:16:23 显示全部楼层
二哲科技 发表于 2020-10-23 12:49
最近也有一个关于接地的问题,用了隔离器,地没选对导致示波器测出来的信号完全不行。 ...

接地是一个很重要的课题,不同的应用和场景就会有不同的接地方案。

fzyiye

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fzyiye 2020-10-23 13:16:47 显示全部楼层
eeNick 发表于 2020-10-23 10:00
很好的分享,结合案例有图有真相,感谢

希望能抛砖引玉。

curton

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curton 2020-10-23 15:44:11 显示全部楼层
fzyiye 发表于 2020-10-23 08:31
已经很多次遇到接地导致的通讯问题,教训很深刻。

有时候接地就是会忘记!!!

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