西门子PLC 故障CPU诊断.docx

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西门子PLC故障CPU诊断

23.1诊断硬件和故障排除

通过出现的诊断符号，您可查看是否有可供模块使用的诊断消息。

诊断符号说明了相应模块的状态，而且，对于CPU，也说明了其工作模式。

当调用功能“诊断硬件”后，诊断符号将会显示在在线视图以及快速视图（缺省设置）或诊断视图的项目窗口中。

双击快速视图或诊断视图中的诊断符号，可启动“模块信息”应用程序来显示详细的诊断信息。

如何定位故障

1.使用菜单命令视图>在线打开项目的在线窗口。

2.打开所有的站，以便在其中组态的可编程模块均为可见。

3.查看是哪个CPU正在显示诊断符号，其指示了错误或故障。

按F1键打开解释诊断符号的帮助页面。

4.选择要检查的站。

5.选择菜单命令PLC>诊断/设置>模块信息以显示主站中CPU的模块信息。

6.选择菜单命令PLC>诊断/设置>诊断硬件以显示主站中CPU和故障模块的“快速视图”。

快速视图的显示已设置为缺省值（菜单命令选项>自定义，“视图”标签）。

7.选择快速视图中的故障模块。

8.点击“模块信息”按钮以获取关于在线模块的信息。

9.点击快速视图中的“在线打开站”按钮，以显示诊断视图。

诊断视图包括了按照其插槽顺序排列的站中的所有模块。

10.双击诊断视图中的模块，以便显示模块信息。

采用在线方式，您也可获得那些没有故障因而没有显示在快速视图中的模块的信息。

您当然不必执行所有的这些步骤；一旦您获得所需要的诊断信息，您就可停止。

23.2在线视图中的诊断符号

在在线项目窗口和具有组态表在线视图的硬件配置窗口中，显示诊断符号。

诊断符号便于检测故障。

只需看一眼模块符号，就知道有没有诊断信息。

如果没有出现故障，那么所显示的模块类型符号上不带附加的诊断符号。

如果模块有诊断信息，那么除显示模块符号外，还显示诊断符号，或以较低的对比度显示模块符号。

模块的诊断符号（实例：

FM/CPU）

工作模式的诊断符号（实例：

CPU）

强制诊断符号

更新诊断符号的显示

必须激活合适的窗口。

按下F5或在窗口中选择菜单命令视图>更新。

23.3诊断硬件快速视图

23.3.1调用快速视图

快速视图提供一种使用“诊断硬件”的快捷方式，其中的信息量少于在HWConfig的诊断视图中的详细显示信息。

当调用“诊断硬件”功能时，快速视图作为缺省显示。

显示快速视图

可以在SIMATIC管理器中，使用菜单命令PLC>诊断/设置>诊断硬件来调用此功能

。

可按如下方式使用介绍菜单命令：

如果选择了一个模块或S7/M7程序，那么在项目的在线窗口中。

如果在“可访问节点”窗口中选择一个节点（“MPI=...”），那么此条目属于CPU

。

从所显示的组态表中，可以选择希望显示其模块信息的模块。

23.3.2快速视图中的信息功能

快速视图中会显示如下信息：

在线连接到CPU的数据

CPU的诊断符号

被CPU检测出故障的模块的诊断符号（例如，诊断中断、I/O访问错误）

模块类型和模块地址（机架、插槽、具有站编号的DP主站系统）。

快速视图中的其它诊断选项

显示模块信息

通过点击“模块信息”按钮，可以调用该对话框。

该对话框根据所选模块的诊断能力，显示详细的诊断信息。

特别是，通过CPU的诊断信息，可以显示缓冲诊断区中的条目。

显示诊断视图

使用“在线打开站”按钮显示诊断视图，可以打开一个对话框，该对话框与快速视图不同，包含整个站的图形总览以及组态信息。

它侧重于在“CPU/故障模块”列表中高亮显示的模块。

23.4诊断硬件诊断视图

23.4.1调用诊断视图

使用本方法，可以为机架中的所有模块打开“模块信息”对话框。

诊断视图（组态表）显示机架级的站以及具有各自模块的DP站的实际结构。

注意

如果已离线打开组态表，则也可使用菜单命令站>在线打开来获得组态表的在线视图。

根据模块的诊断能力，在“模块信息”对话框中显示不同数目的标签。

在“可访问节点”窗口中，只有具有本身节点地址（MPI或PROFIBUS地址）的模块才可见。

在SIMATIC管理器中从项目的在线视图中调用

1.在SIMATIC管理器的项目视图中，使用菜单命令视图>在线，建立到可编程控制器的在线连接。

2.选择一个站，并双击打开该站。

3.接着打开其中的“硬件”对象。

打开诊断视图。

现在可以选择一个模块，然后使用菜单命令PLC>诊断/设置>模块信息调用其模块信息。

在SIMATIC管理器中从项目的离线视图中调用

执行下列步骤：

1.从SIMATIC管理器的项目视图中选择一个站，然后双击打开绍站。

2.接着打开其中的“硬件”对象。

打开组态表。

3.选择站>在线打开菜单命令。

4.打开HWConfig的诊断视图，同时打开由模块（例如，CPU）确定的站组态。

模块状态用符号表示。

请参见在线帮助，获取各种符号的含义信息。

在一个单独的对话框中列出故障模块和丢失的已组态模块。

从该对话框中，可以直接导航到其中一个选中的模块（“跳转到”按钮）。

5.双击对其状态感兴趣的模块符号。

该模块状态的详细分析在一个具有标签（根据模块类型）的对话框中给出。

从SIMATIC管理器的“可访问节点”窗口中调用执行下列步骤：

1.在SIMATIC管理器中使用菜单命令PLC>显示可访问节点，打开“可访问节点”窗口。

2.在“可访问节点”窗口中选择一个节点。

3.选择菜单命令PLC>诊断/设置>诊断硬件。

注意在“可访问节点”窗口中，只有具有本身节点地址（MPI或PROFIBUS地址）的模块才可见

23.4.2诊断视图中的信息功能

与快速视图相比，诊断视图显示在线可用的整个站组态。

这包含：

机架配置

所有已组态模块的诊断符号

从这些诊断符号中，可以读取每个模块的状态，如果是CPU模块，则可读取工作模式。

组态的模块类型、订货号、地址详细资料以及注释。

诊断视图中的附加诊断选项

通过双击模块，可以显示绍模块的工作模式。

23.5模块信息

23.5.1用于显示模块信息的选项

可从不同的起点显示“模块信息”对话框。

下列步骤是调用模块信息常使用的方法

实例：

在SIMATIC管理器中，通过“在线”或“离线”项目视图窗口。

在SIMATIC管理器中，通过“可访问节点”窗口

在HWConfig的诊断视图中

为了显示具有本身节点地址的模块的状态，可要求在线连接到可编程控制器。

可通过项目的在线视图或通过“可访问节点”窗口建立该连接。

为了显示具有本身节点地址的模块的状态，可要求在线连接到可编程控制器。

可通

过项目的在线视图或通过“可访问节点”窗口建立该连接。

23.5.2模块信息功能

可在“模块信息”对话框内的各种标签中查找每个模块的信息功能。

在激活状态下显示时，只显示与选中模块有关的那些标签。

所显示的附加信息

每个标签有下列显示信息：

到选中模块的在线路经

相应CPU的工作模式（例如，RUN、STOP）

选中模块的状态（例如，错误、正常）

如果具有各自的工作模式（例如，CP342-5），那么显示选中模块的工作模式（例如果从“可访问节点”窗口中打开了非CPU模块的模块信息，就不能显示CPU本身的工作模式以及选中模块的状态。

23.6在STOP（停止）模式中进行诊断

23.6.1确定停止原因的基本步骤

要确定CPU为何进入“停止”模式，可如下操作：

1.选择已进入停止模式的CPU。

2.选择菜单命令PLC>诊断/设置>模块信息。

3.选择“诊断缓冲区”标签。

4.可以从诊断缓冲区的最后一个条目确定停止原因。

如果发生编程错误：

1.例如，条目“由于没有加载编程错误OB而停止”表示CPU检测到一个程序错误，然后尝试启动（不存在的）OB来处理该编程错误。

前一个条目指代实际的编程错误。

2.选择与编程错误有关的消息。

3.点击“打开块”按钮。

4.选择“栈”标签。

23.6.2停止模式中的栈内容

通过评估诊断缓冲区和栈内容，可以确定用户程序处理期间发生的故障的原因。

例如，如果由于编程错误或“停止”命令导致CPU进入停止模式，那么模块信息中的“栈”标签显示块栈。

可以使用“I栈”、“L栈”和“嵌套栈”按钮来显示其它栈的内容。

栈内容给出哪个块中的哪条指令导致CPU进入停止模式的信息。

B栈内容

B栈，或称块栈，列出了变为停止模式之前调用的所有块以及没有完全处理的块。

I栈内容点击“I栈”按钮时，显示中断位置处的数据。

I栈，或称中断栈，包含中断时有效的数据或状态，例如：

累加器内容和寄存器内容

打开的数据块及其大小

状态字的内容

优先级（嵌套等级）

中断块

中断后，继续进行程序处理的块

L栈内容

对于B栈中列出的每个块，通过选择绍块并点击“L栈”按钮，可以显示相应的局部数据。

L栈，或称局部数据栈，包含发生中断时用户程序正在处理的块的局部数据值。

解释和评估所显示的局部数据要求非常熟悉系统。

所显示数据的第一部分对应于块的临时变量。

嵌套栈内容点击“嵌套栈”按钮时，显示中断位置处嵌套栈的内容。

嵌套栈是逻辑操作A（、AN（、O（、ON（、X（和XN（使用的存储区。

只有在中断时仍然打开括号表达式时，才激活绍按钮。

23.8诊断信息流

23.8.1诊断信息流

下图给出了SIMATICS7中诊断信息的流程。

显示诊断信息

可以在用户程序中使用SFC51RDSYSST读取诊断条目，或者用STEP7以通俗的语

言显示诊断信息。

它们提供了以下信息：

出错的地点和时间

该条目所属的诊断事件的类型（用户自定义的诊断事件、同步/异步的错误、工作模式改变）。

CPU中的诊断状态数据

诊断状态数据描述由系统诊断所监控的部件的当前状态。

下表给出了可以显示信息的议题（部分系统状态列表）：

关于模块的诊断数据

除了CPU，还有其它具有诊断能力的模块（SM、CP、FM），它们的数据输入到系统状态列表中。

下表给出了可以显示信息的议题（部分系统状态列表）：

23.8.3发送个人诊断消息

还可以使用系统功能SFC52WRUSMSG来扩展SIMATICS7的标准系统诊断：

在诊断缓冲区中输入个人诊断信息（例如，关于用户程序执行的信息）。

发送用户定义的诊断信息来登录站（监控设备，如PG、OP或TD）。

用户定义的诊断事件

诊断事件分成事件类别1至F。

用户定义的诊断事件属于事件类别8至B。

这些事件分成如下两组：

事件类别8和9包含具有固定编号和预定义文本的消息，这些消息可根据编号进行调用。

事件类别A和B包含可任意分配一个编号（A000-A0FF、B000-B0FF）以及文本的消息。

将诊断消息发送到站

除了在诊断缓冲区中生成用户定义的条目外，还可以使用SFC52WRUSMSG发送用户自定义的诊断消息来登录显示设备。

当使用SEND=1调用SFC52时，诊断消息写入到发送缓冲区，然后自动发送到在CPU上登录的一个或多个站。

如果不能发送消息（例如，因为没有登录显示设备，或因为发送缓冲区已满），那么依然在诊断缓冲区中输入用户定义的诊断事件。

23.8.4诊断功能

系统诊断会检测、评估以及报告可编程控制器中发生的错误。

为此，具有系统诊断

能力的每个CPU和每个模块（例如，FM354）都有一个诊断缓冲区，在该缓冲区中，按照事件的发生顺序输入所有诊断事件的详细信息。

诊断事件

下列条目显示为诊断事件，例如：

模块上的内、外部故障

CPU中的系统错误

工作模式变化（例如，从RUN变为STOP）

用户程序中的错误

插入/删除模块

通过系统功能SFC52输入的用户消息

存储器复位后，诊断缓冲区中的内容保持。

通过诊断缓冲区，可以在以后分析系统中的错误，查找引起STOP的原因或追踪并归类单个诊断事件的发生。

获取诊断数据

没有必要为采集通过系统诊断取得的诊断数据而编程。

这是一个自动运行的标准特性。

SIMATICS7提供各种诊断功能。

一些功能集成在CPU上，另一些功能由模块提

供（SM、CP和FM）。

显示故障

在模块的前面板上显示内、外部模块故障。

LED显示内容及其评估在S7硬件手册中进行描述。

对于S7-300，内部和外部故障作为一组错误一起显示。

CPU识别系统错误和用户程序中的错误，并在系统状态列表和诊断缓冲区中输入诊断消息。

这些诊断消息可在编程设备上读取。

具有诊断能力的信号和功能模块会检测内部和外部模块错误，并生成一个可通过中断OB进行响应的诊断中断。

23.9处理错误的程序措施

当CPU检测到程序处理中的错误（同步错误）以及可编程控制器中的错误（异步错误）时，就调用处理绍错误的相应组织块（OB）：

错误

错误OB

I/O冗余错误

OB70

CPU冗余错误

OB72

时间错误

OB80

电源错误

OB81

诊断中断

OB82

插入/删除模块中断

OB83

CPU硬件故障

OB84

优先级错误

OB85

机架故障或分布式I/O中的站故障

OB86

通讯错误

OB87

编程错误

OB121

I/O访问错误

OB122

如果没有合适的OB可供使用，那么CPU进入停止模式。

否则，可以在OB中存储如

何响应绍错误情况的指令。

这表示可以减少或消除错误影响。

基本步骤

创建并打开OB

1.显示CPU的模块信息。

2.选择“性能数据”标签。

3.根据所显示的列表，确定是否允许绍CPU使用要编程的OB。

4.在程序的“块”文件夹中插入OB，然后打开绍OB。

5.进入进行错误处理的程序。

6.将OB下载到可编程控制器。

处理错误的程序措施

1.评估OB的局部数据，确定引起错误的确切原因。

局部数据中的变量OB8xFLTID和OB12xSWFLT包含错误代码。

在“系统和标准

功能参考手册”中描述了它们的含义。

2.跳转到响应该错误的程序段。

在系统和标准功能的在线参考帮助中的标题为“SFC51（RDSYSST）模块诊断实例”

的文本中，可以获取处理诊断中断的实例。

在相应的关于块的帮助中，可以获取关于OB、SFB和SFC的详细资料。

23.9.1评估输出参数RET_VAL

利用RET_VAL输出参数（返回值），系统功能指示CPU是否可以正确执行SFC功能。

返回值中的错误信息

返回值为整型数据类型（INT）。

整数符号指示它是正整数还是负整数。

返回值与“0”

值之间的关系指示在执行绍功能期间是否发生错误（参见表）：

如果在执行绍功能期间，发生错误，那么返回值小于“0”。

整数的符号位为“1”。

如果执行绍功能期间，无错误，那么返回值大于或等于“0”。

整数的符号位为“0”。

响应错误信息

如果在执行SFC期间，发生错误，那么SFC在返回值（RET_VAL）中提供一个错误代码。

区别下列各种情况：

所有SFC都可输出的常规错误代码，以及

SFC根据其特殊功能可输出的特殊错误代码。

传送功能值

一些SFC还使用输出参数RET_VAL来传送功能值，例如，SFC64TIMETCK使用

RET_VAL传送所读取的系统时间。

在SFB/SFC帮助中，可以获取关于输出参数RET_VAL的更多详细资料。

23.9.2对检测到错误响应的错误OB

可检测错误

系统程序可检测下列错误：

CPU功能异常

系统程序执行错误

用户程序错误

I/O错误

根据错误类型，CPU进入停止模式或调用错误OB。

编程响应

可以设计程序来响应不同类型的错误，以及确定CPU的响应方式。

处理特殊错误的程序可以保存在错误OB中。

.如果调用了错误OB，那么执行绍程序。

错误OB

区别同步错误和异步错误的方法如下：

同步错误可分配给MC7指令（例如，给已经删除的信号模块的加载指令）。

异步错误可分配给优先级或整个可编程逻辑控制器（例如，超出周期）。

下表显示了可能发生的错误类型。

请参见“S7-300可编程控制器、硬件和安装手册”或“S7-400、M7-400可编程控制器、硬件和安装手册”，获取CPU是否提供所指定的OB的信息。

使用错误OB81的实例

利用错误OB的局部数据（启动信息），可以评估已经发生的错误类型。

例如，如果CPU检测到电池错误，那么操作系统调用OB81（参见图）。

可以编写一个程序，评估由OB81调用触发的事件代码。

还可以编写一个产生响应的程序，如激活一个与操作员站上的灯相连的输出。

错误OB81的局部数据

下表显示了在本例中，OB81的变量声明表中必须声明的临时变量。

电池错误（BOOL）符号必须看作一个输出（例如，Q4.0），以便程序的其它部分可以访问这些数据。