风电行业PROFINET 网络的监控与诊断应用

----广州虹科电子 技术支持 support 古东娇 Anabel

某风电该企业 致力于兆瓦级风机及其产业链核心部件的开发设计、产品制造和运维服务，以定制化的产品提供。目前已开发抗台风型、抗低温型、高原型、潮间带型、低风速及海上型等适合各类风况的1.5~6.5MW系列风机产品，首创推出全球领先的MYSE混合驱动系列风力发电机组，同时超大型海上8~12MW风机正在研发中，已形成“生产一代、储备一代、研发一代”的产品研发体系。非常有实力的行业龙头公司，
背景：
  在某地的风电项目中， 客户遇到了这样的一个问题：在现运行的 profinet 网络中经常出现一些闪断性的故障，虽然也有SCADA监控系统，但是因为他们自己的PLC 的扫描周期以及设备自检的周期不同，站点掉站起来报警非常混乱，但可以肯定的是主要出现在出现在滑环过来后面这一段网络经常出现这个故障，工程师不能确定故障发生的站点以及故障类型。

客户的需求： 

希望能够监控PN 网络，检测到一些设备自检自恢复的故障，但是PLC上面没有扫描到或者安全栅没有扫描的故障，定位这些发生闪断性故障 的站点以及故障类型，当已经发生过profinet 网络故障的时候，能够分析诊断故障来源，以及寻求解决方向。

很多工程师的苦恼在于没办法捕捉到故障发生的时间，有些工程师甚至直接说：“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，具体的问题，我们后面再来想怎么来解决，接头坏了我们的换接头，，线缆换了，换线缆，都可以，”

客户现场profinet网络拓扑如下：

我们采用的解决方案为：THLINK PROFINET 长期诊断模块+ TH scope 中央监控软件

THLINK 是长期监控模块结合THSCOPE 中央监控软件，实现长期监控诊断：适用于：无人操作时的信息仍然可以记录而且有时间点和故障信息可查，对一些间歇性故障非常有帮助。 

l  TH Scope是一款不仅可以本地查看还可以远程访问的诊断软件。

l  主要诊断的故障包括：Profibus/Profinet/Modbus TCP/EthernetIP 下的所有设备的故障：

l  比如 某段时间内所有网络的状态（正常还是故障）；

l  设备类型和地址以及数量；

l  故障发生的具体时间、哪个设备地址、故障类型、解决的建议；

l  导入GSD文件得出详细的Profibus设备的信息、扫描Profinet的拓扑结构；

l  导出测试报告；

l  比网络前后的质量问题；

l  测试网络带宽（利用率）等等。

测试框架如下：

解决过程：针对客户希望能检测到提示到是内部程序/ 线缆问题/模块问题失效具体哪一类？根据THLINK 监控模块的原理：主要是要抓取网络中反馈的故障码进行解析分析，如果设备没有这个类型的故障码出来的话，THLINK 也不能解析出来。所以追根溯源是模块问题，还是内部程序问题 就显而易见了。并且利用在趋势视图里，所有网络状态的改变都会根据时间顺序显示出来。因此，这很容易识别一个故障是在何时和多久存在网络中。THscope 可以将现场的拓扑结构扫描上来，从拓扑结构 中就可以判断线缆是否有故障了。

    基于风电行业的特殊性，客户现场投入使用进行监控测试的时候。客户考虑到了设备抗干扰的能力，告知：2叶片的控制柜和功率柜在一个大柜子里面这些模块和IGBT的直线距离非常近，我们的变频器容量有3mw电磁干扰非常严重的。这也是这个行业里面比较普遍的工况，我们的解决方案THLINK 接入硬件，是不会受到电磁容的干扰的影响到正确的测试结果的。

总结： 客户是使用之后反馈告知："还不错，符合预期的设想" 这说明THLINK 强大的监测诊断功能，不仅仅适用于工厂自动化，也适用于风电这种特殊的行业。我们也正在推进PROFINET实时以太网的实时诊断，建造更加完善的安全的监控系统。