風電行業(yè)PROFINET 網(wǎng)絡的監(jiān)控與診斷應用

----廣州虹科電子 技術支持 support 古東嬌 Anabel

某風電該企業(yè) 致力于兆瓦級風機及其產(chǎn)業(yè)鏈核心部件的開發(fā)設計、產(chǎn)品制造和運維服務，以定制化的產(chǎn)品提供。目前已開發(fā)抗臺風型、抗低溫型、高原型、潮間帶型、低風速及海上型等適合各類風況的1.5~6.5MW系列風機產(chǎn)品，首創(chuàng)推出全球領先的MYSE混合驅動系列風力發(fā)電機組，同時超大型海上8~12MW風機正在研發(fā)中，已形成“生產(chǎn)一代、儲備一代、研發(fā)一代”的產(chǎn)品研發(fā)體系。非常有實力的行業(yè)龍頭公司，
背景：
  在某地的風電項目中， 客戶遇到了這樣的一個問題：在現(xiàn)運行的 profinet 網(wǎng)絡中經(jīng)常出現(xiàn)一些閃斷性的故障，雖然也有SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，但是因為他們自己的PLC 的掃描周期以及設備自檢的周期不同，站點掉站起來報警非?；靵y，但可以肯定的是主要出現(xiàn)在出現(xiàn)在滑環(huán)過來后面這一段網(wǎng)絡經(jīng)常出現(xiàn)這個故障，工程師不能確定故障發(fā)生的站點以及故障類型。

客戶的需求： 

希望能夠監(jiān)控PN 網(wǎng)絡，檢測到一些設備自檢自恢復的故障，但是PLC上面沒有掃描到或者安全柵沒有掃描的故障，定位這些發(fā)生閃斷性故障 的站點以及故障類型，當已經(jīng)發(fā)生過profinet 網(wǎng)絡故障的時候，能夠分析診斷故障來源，以及尋求解決方向。

很多工程師的苦惱在于沒辦法捕捉到故障發(fā)生的時間，有些工程師甚至直接說：“主要是想要定位故障的位置，只要能定位了我就知道去哪里查，具體的問題，我們后面再來想怎么來解決，接頭壞了我們的換接頭，，線纜換了，換線纜，都可以，”

客戶現(xiàn)場profinet網(wǎng)絡拓撲如下：

我們采用的解決方案為：THLINK PROFINET 長期診斷模塊+ TH scope 中央監(jiān)控軟件

THLINK 是長期監(jiān)控模塊結合THSCOPE 中央監(jiān)控軟件，實現(xiàn)長期監(jiān)控診斷：適用于：無人操作時的信息仍然可以記錄而且有時間點和故障信息可查，對一些間歇性故障非常有幫助。 

l  TH Scope是一款不僅可以本地查看還可以遠程訪問的診斷軟件。

l  主要診斷的故障包括：Profibus/Profinet/Modbus TCP/EthernetIP 下的所有設備的故障：

l  比如 某段時間內所有網(wǎng)絡的狀態(tài)（正常還是故障）；

l  設備類型和地址以及數(shù)量；

l  故障發(fā)生的具體時間、哪個設備地址、故障類型、解決的建議；

l  導入GSD文件得出詳細的Profibus設備的信息、掃描Profinet的拓撲結構；

l  導出測試報告；

l  比網(wǎng)絡前后的質量問題；

l  測試網(wǎng)絡帶寬（利用率）等等。

測試框架如下：

解決過程：針對客戶希望能檢測到提示到是內部程序/ 線纜問題/模塊問題失效具體哪一類？根據(jù)THLINK 監(jiān)控模塊的原理：主要是要抓取網(wǎng)絡中反饋的故障碼進行解析分析，如果設備沒有這個類型的故障碼出來的話，THLINK 也不能解析出來。所以追根溯源是模塊問題，還是內部程序問題 就顯而易見了。并且利用在趨勢視圖里，所有網(wǎng)絡狀態(tài)的改變都會根據(jù)時間順序顯示出來。因此，這很容易識別一個故障是在何時和多久存在網(wǎng)絡中。THscope 可以將現(xiàn)場的拓撲結構掃描上來，從拓撲結構 中就可以判斷線纜是否有故障了。

    基于風電行業(yè)的特殊性，客戶現(xiàn)場投入使用進行監(jiān)控測試的時候?？蛻艨紤]到了設備抗干擾的能力，告知：2葉片的控制柜和功率柜在一個大柜子里面這些模塊和IGBT的直線距離非常近，我們的變頻器容量有3mw電磁干擾非常嚴重的。這也是這個行業(yè)里面比較普遍的工況，我們的解決方案THLINK 接入硬件，是不會受到電磁容的干擾的影響到正確的測試結果的。

總結： 客戶是使用之后反饋告知："還不錯，符合預期的設想" 這說明THLINK 強大的監(jiān)測診斷功能，不僅僅適用于工廠自動化，也適用于風電這種特殊的行業(yè)。我們也正在推進PROFINET實時以太網(wǎng)的實時診斷，建造更加完善的安全的監(jiān)控系統(tǒng)。