風電行業PROFINET 網絡的監控與診斷應用

----廣州虹科電子 技術支持 support 古東嬌 Anabel

某風電該企業 致力于兆瓦級風機及其產業鏈核心部件的開發設計、產品制造和運維服務，以定制化的產品提供。目前已開發抗臺風型、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系列風機產品，首創推出全球領先的MYSE混合驅動系列風力發電機組，同時超大型海上8~12MW風機正在研發中，已形成“生產一代、儲備一代、研發一代”的產品研發體系。非常有實力的行業龍頭公司，
背景：
  在某地的風電項目中， 客戶遇到了這樣的一個問題：在現運行的 profinet 網絡中經常出現一些閃斷性的故障，雖然也有SCADA監控系統，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常混亂，但可以肯定的是主要出現在出現在滑環過來后面這一段網絡經常出現這個故障，工程師不能確定故障發生的站點以及故障類型。

客戶的需求： 

希望能夠監控PN 網絡，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，定位這些發生閃斷性故障 的站點以及故障類型，當已經發生過profinet 網絡故障的時候，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，”

客戶現場profinet網絡拓撲如下：

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

THLINK 是長期監控模塊結合THSCOPE 中央監控軟件，實現長期監控診斷：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 某段時間內所有網絡的狀態（正常還是故障）；

l  設備類型和地址以及數量；

l  故障發生的具體時間、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  比網絡前后的質量問題；

l  測試網絡帶寬（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THLINK 監控模塊的原理：主要是要抓取網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，所有網絡狀態的改變都會根據時間順序顯示出來。因此，這很容易識別一個故障是在何時和多久存在網絡中。THscope 可以將現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。

    基于風電行業的特殊性，客戶現場投入使用進行監控測試的時候。客戶考慮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。我們也正在推進PROFINET實時以太網的實時診斷，建造更加完善的安全的監控系統。