[发明专利]一种Profibus-DP总线干扰类型判别方法

说明书

本发明涉及一种Profibus‑DP总线干扰类型判别方法，技术方案是，用示波器采集Profibus‑DP总线网段的实时通信电压波形，收集实时数据，实时通信电压波形导出为.csv文档数据；对实时通信电压波形数据进行快速傅里叶变换，判断总线通信干扰类型，本发明通过在线监测总线通信电压信号，并通过快速傅里叶变换计算得到电压工频基波分量以及谐波分量，可随时判断总线通信干扰的类型，具有瞬时性，避免突发性事故和控制渐发性故障，提高总线系统的可靠性，减少设备的不必要停运、降低维护成本、增加设备可利用时间，从而提高设备运行维护效益；降低了总线系统的故障率，可保证电源供电可靠性，进而保证设备安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种基于波形分解的PROFIBUS-DP总线干扰类型判别方法，用于快速诊断总线干扰故障，防止事故的扩大，属于测量技术领域。

背景技术

Profibus(Process Field Bus)过程现场总线控制技术作为一种新兴技术，已广泛地应用在石化、化工、冶金、发电等多个行业。Profibus-DP做为Profibus总线技术应用的一种，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通讯，它能与各种不同的智能化现场设备联接，可以通过远方操作站由操作员集中、可视化地对现场设备进行监视、操作、组态、调试、调整或整定，其运行的可靠性将会影响到发电机组以及电网的稳定运行。当Profibus-DP总线通信存在物理回路故障或运行环境干扰时，将会引起网段等效阻抗变化，不仅会导致通信电压低于可靠运行阈值，还可能导致设备通信延迟、通信数据丢失、设备故障等问题，直接造成设备无法正确可靠动作和反馈，不利于总线系统设备安全稳定运行。

目前，Profibus-DP总线故障诊断方法主要通过检测通信网段通信电压大小并结合外部诊断系统判断总线故障，当检测通信网段稳定运行电压低于通信电压正常标准2.5V时，说明设备通信质量不可靠或者网段存在故障，然而该类方法主要判断总线系统电缆敷设安装、通信、屏蔽、信号反射、后台软件逻辑等物理、软件故障类型，并不能判断由干扰引起的总线系统故障的类型。当前随着总线系统物理回路的安装、调试逐渐规范，物理测试功能的不断完善，上述故障类型占比逐渐降低，由于交流电源、环境干扰造成的总线系统故障越来越突出，现场故障处理存在短板，不利于故障的快速处理。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之不足，本发明之目的就是提供一种准确性、快速、高效性判断总线的干扰类型的Profibus-DP总线干扰类型判别方法，可用于快速诊断和处理总线干扰故障。

本发明解决的技术方案是：

一种Profibus-DP总线干扰类型判别方法，包括以下步骤：

步骤一：Profibus-DP总线网段通信电压采集

用示波器采集Profibus-DP总线网段的实时通信电压波形，收集实时数据；

步骤二：通信电压波形数据处理

将步骤一采集的Profibus-DP总线网段的实时通信电压波形导出为.csv文档数据；

步骤三：数据快速傅里叶变换

采用matlab软件对步骤二采集的Profibus-DP总线网段的实时通信电压波形数据进行快速傅里叶变换，通信电压快速傅里叶变换公式如下：

上述公式中：

a₀代表直流分量；

a₁cos(ω₀t+ψ)代表工频基波分量；

代表谐波分量；

步骤四：进行干扰类型的分析判断