[發明專利]一種Profibus-DP總線干擾類型判別方法

在審

• 申請號: 202110248768.0
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113009262A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 栗占偉;丁俊毅;孫彬;馬云飛;賈少華;韓金華;鄭豫生;李雅琪;李姍姍;張建華;樊東方
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中電力試驗研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;G01R23/16
• 代理公司: 鄭州中鼎萬策專利代理事務所(普通合伙) 41179
• 代理人: 林新園

本發明涉及一種Profibus?DP總線干擾類型判別方法，技術方案是，用示波器采集Profibus?DP總線網段的實時通信電壓波形，收集實時數據，實時通信電壓波形導出為.csv文檔數據；對實時通信電壓波形數據進行快速傅里葉變換，判斷總線通信干擾類型，本發明通過在線監測總線通信電壓信號，并通過快速傅里葉變換計算得到電壓工頻基波分量以及諧波分量，可隨時判斷總線通信干擾的類型，具有瞬時性，避免突發性事故和控制漸發性故障，提高總線系統的可靠性，減少設備的不必要停運、降低維護成本、增加設備可利用時間，從而提高設備運行維護效益；降低了總線系統的故障率，可保證電源供電可靠性，進而保證設備安全穩定運行。

技術領域

本發明涉及一種基于波形分解的PROFIBUS-DP總線干擾類型判別方法，用于快速診斷總線干擾故障，防止事故的擴大，屬于測量技術領域。

背景技術

Profibus(Process Field Bus)過程現場總線控制技術作為一種新興技術，已廣泛地應用在石化、化工、冶金、發電等多個行業。Profibus-DP做為Profibus總線技術應用的一種，主要應用于自動化系統中單元級和現場級通訊，它能與各種不同的智能化現場設備聯接，可以通過遠方操作站由操作員集中、可視化地對現場設備進行監視、操作、組態、調試、調整或整定，其運行的可靠性將會影響到發電機組以及電網的穩定運行。當Profibus-DP總線通信存在物理回路故障或運行環境干擾時，將會引起網段等效阻抗變化，不僅會導致通信電壓低于可靠運行閾值，還可能導致設備通信延遲、通信數據丟失、設備故障等問題，直接造成設備無法正確可靠動作和反饋，不利于總線系統設備安全穩定運行。

目前，Profibus-DP總線故障診斷方法主要通過檢測通信網段通信電壓大小并結合外部診斷系統判斷總線故障，當檢測通信網段穩定運行電壓低于通信電壓正常標準2.5V時，說明設備通信質量不可靠或者網段存在故障，然而該類方法主要判斷總線系統電纜敷設安裝、通信、屏蔽、信號反射、后臺軟件邏輯等物理、軟件故障類型，并不能判斷由干擾引起的總線系統故障的類型。當前隨著總線系統物理回路的安裝、調試逐漸規范，物理測試功能的不斷完善，上述故障類型占比逐漸降低，由于交流電源、環境干擾造成的總線系統故障越來越突出，現場故障處理存在短板，不利于故障的快速處理。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之不足，本發明之目的就是提供一種準確性、快速、高效性判斷總線的干擾類型的Profibus-DP總線干擾類型判別方法，可用于快速診斷和處理總線干擾故障。

本發明解決的技術方案是：

一種Profibus-DP總線干擾類型判別方法，包括以下步驟：

步驟一：Profibus-DP總線網段通信電壓采集

用示波器采集Profibus-DP總線網段的實時通信電壓波形，收集實時數據；

步驟二：通信電壓波形數據處理

將步驟一采集的Profibus-DP總線網段的實時通信電壓波形導出為.csv文檔數據；

步驟三：數據快速傅里葉變換

采用matlab軟件對步驟二采集的Profibus-DP總線網段的實時通信電壓波形數據進行快速傅里葉變換，通信電壓快速傅里葉變換公式如下：

上述公式中：

a₀代表直流分量；

a₁cos(ω₀t+ψ)代表工頻基波分量；

代表諧波分量；

步驟四：進行干擾類型的分析判斷