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使用SFC51/SFB52/SFB54诊断PROFINETIO使用入门显示订货号1解决方案1.1项目介绍图1PROFINETIO网络拓扑,用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器,SCALANCEX交换机和ET200S,ET200Eco作为IO设备进行连接。图1PROFINETIO网络拓扑本例中使用到的主要硬件和软件如下:名称数量版本订货号CPU319-3PN/DP1V2.86ES7318-3EL00-0AB0SCALANCEX2081V4.06GK5208-0BA10-2AA3SCALANCEX201-3PIRT1V4.16GK5201-3BH00-2BA3IM151-3PN1V6.16ES7151-3BA23-0AB0IM151-3PNFOC1V4.06ES7151-3BB21-0AB0PM-E26ES7138-4CA01-0AA02DOHF26ES7132-4BB01-0AB0ET200ecoPN16ES7142-6BG00-0AB0Step71V5.4+SP51.2硬件组态按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名,下载组态数据到CPU319中,具体设置设备名以及完成PROFINET通讯,请参考网站下载中心《S7-300PROFINETIO通讯快速入门》72325620图2Step7的硬件组态其中,“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线的100表示PROFINET总线的序号。IO设备例如SCALACNEX和ET200上从1到5,表示PROFINETIO的设备号。2SFC51诊断2.1介绍系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取,而不能修改。换言之,部分列表是虚拟列表,只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。SFC51“RDSYSST”系统功能用于读取“系统状态列表”(简写为SSL),部分列表或CPU的SSL列表摘录。对于PROFINETIO,这些SSL包含了I/O模块,PROFINETIO主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或启动OB中使用的SSLID时,必须注意的是SFC仅能同步执行。如果执行SFC之后,Busy位激活表明几个循环执行一次SFC,数据还没有完全读出,因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断PROFINETIO设备上的信息概览。PN通信部分列表是虚拟列表,只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自CPU内部的PNIO控制器的缓冲区,缓冲区由控制器的启动和ALARM信息进行维护和刷新。可以使用在PROFINETIO诊断的SSL_ID:SSL_ID(W#16#...)部分列表(PROFINET)INDEX(W#16#...)0C91PROFINET接口模块(集成的或外部的)上的模块的模块状态信息逻辑基地址,输出模块bit15=10D91PROFINET中的所有模块的模块状态信息bits0到10:站号,bits11到14:PNIO系统总线号的后两位,Bit15:10094PROFINET接口模块(集成的或外部的)上站的预期状态100-115:PNIO系统总线号0294读取实际的站点是否存在同上0694读取实际的站点是否出错同上0794读取实际的站点维护状态同上0C96PROFINET中的所有模块的模块状态信息逻辑基地址,输出模块bit15=1通过SFC51只能获取站或模块的状态信息,例如,丢站,或者该模块有错误,并不能获取模板的故障的详细信息,例如哪一个模板的通道发生断线,短路等。2.2编程这里使用SFC51来读取每一个站点的实际状态,判断该站是否发生丢站故障。在PLC中添加并下载空的OB86,防止测试丢站时,发生CPU停机现象。当然也可以使用OB86来读取每一个IO设备的实际状态,但需要更多的编写程序,关于使用OB86来获取IO站点的状态信息,请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATICPLC(PN)》87668286在OB1中加入SFC51,关于参数设置,点击“F1”参考SFC51在线帮助。程序示例如下:CALLRDSYSSTREQ:=M0.0SZL_ID:=MW2INDEX:=MW4RET_VAL:=MW6BUSY:=M0.1SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADERDR:=DB1.RECORD按照上表在变量表中设置SSL_ID=0294(MW2)和INDEX=16#64(MW4),其中16进制64的十进制为100,表示PROFINET总线的序号,请参考图2Step7的硬件组态。添加要查看的变量,并使能M0.0为1。其中读取到的数据记录个数为1(DB1.DBW2),该数据记录的长度为258bytes(DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET总线的序号,这里为100(64H)。对于DB1.DBB6为2#0011_1111,其中bit0表示组信息,如果为1,表示至少有一个IO设备与IO控制器进行通讯,如果为0,表示IO站点全部丢失。Bit1~Bit5表示设备号1~5的IO设备的状态,1表示IO设备存在,0表示IO设备丢站。至于其它Bit和高字节中的Bit依次类推,表示对应IO设备的状态。图3根据变量表查看设备状态根据这些位Bit1~5,可以很方便的在WinCC/WinCCFlexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上进行显示,方便用快速发现和维护现场故障。3SFB52诊断3.1介绍SIMATICS7诊断数据记录提供了附加的详细信息的诊断性能。系统功能块SFB52“RDREC”用于读取这些数据记录。调用时,系统功能块对要诊断的站ID进行寻址,并以INDEX参数标明要读出的数据记录。这可能是中央机架或分布式组件(PROFIBUSDP或PROFINETIO)中的一个模块。如果没有诊断信息,则系统功能块执行后没有输出。由于SFB52“RDREC”是一个异步执行的SFB,即执行过程横跨几个SFB调用,因此该块只能在循环操作中使用。不能在诊断OB或定时中断OB中使用。除了出错的精确位置外,SFB52诊断数据记录还包含发生错误的类型信息。为了进一步分析,可对该信息进行评估。在MLEN中指定要读取的最多字节数。目标区域RECORD的选定长度至少应等于MLEN字节的长度。输出参数VALID如为TRUE,则表明已将数据记录成功传送到目标区域RECORD中。此时,输出参数LEN包含所取得的数据的长度(以字节计)。输出参数ERROR用以指示是否发生数据记录传送错误。如果发生错误,则输出参数STATUS包含错误信息。该功能块属于状态驱动类型,可以在OB1或者其它循环OB块中调用,用于读取诊断记录或者组态记录等数据记录。PROFINETIO设备模型说明了模块化和紧凑型现场设备的结构。它根据PROFIBUSDP的基本特性构建。子模块和API的定义已添加至设备模型,以增加IO设备的灵活性。一个PROFINETIO设备包括一个或多个“逻辑设备”,这些设备依次包含一个或多个API(应用程序进程标识符),至少包含API0。设备的特性通过IO设备的基于XML的GSD(GeneralStationDescription)文件来描述。可以通过PROFINETXMLViewer来读取GSDXML文件。涉及到分级的概念,AP,API,SLOT,SUBSLOT。每个寻址级别都有一组可用的诊断记录和组态记录。通过记录编号的首字母来区别各记录组的诊断级别,如下图4诊断级别。关于PROFINETIO设备模型和诊断的数据记录结构请参考19289930图4诊断级别3.2编程这里使用SFB52来读取ET200SIM151-3PNFOC站点输出模块的状态,例如断线等,参考图5ET200SFOC的硬件组态列表。在PLC中添加并下载空的OB82,防止测试断线故障时,发生CPU停机现象。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息,但需要更多的编写程序,关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息,请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATICPLC(PN)》87668286图5ET200SFOC的硬件组态列表双击该站的2DODC24V/0.5AHF模板,设置使能通道0相关的诊断“断线”,参考图6ET200S2DO模块的参数设置。图6ET200S2DO模块的参数设置在OB1中加入SFB52,关于参数设置,点击“F1”参考SFB52在线帮助。程序示例如下:CALLRDREC,DB52REQ:=M0.2ID:=MD8INDEX:=MW12MLEN:=MW14VALID:=M0.3BUSY:=M0.4ERROR:=M0.5STATUS:=MD18LEN:=MW22RECORD:=DB2.DB_RECORD按照需要上表在变量表中设置ID=16#00008002(MD8)和INDEX=16#800A(MW12),其中8002表示该输出模板的逻辑地址,请参考图4ET200SFOC的硬件组态列表。添加要查看的变量,并使能Q2.0为1,此时激活断线故障,DO模板、ET200SFOC接口模板以及CPU的SF灯亮。设置MLEN(MW14)的数据长度为100,需要大于或等于实际读取到的数据记录的长度,否则无法读到相关的诊断的信息。然后使能M0.2为1,读取到的数据记录如下图7诊断数据记录。其中最后一个字DB2.DBW24为16#0006,表示在该站的2(DB2.DBW10)号槽,1(DB2.DB12)号子槽的通道0(DB2.DBW20)发生“断路”故障,参考图8ChannelErrorType编码。更多详细的通道故障类型信息,请参考19289930也可以更高一级的诊断级别,例如AR级,设置ID=16#00001FDF(MD8)接口模板的诊断地址和INDEX=16#E00A(MW12)也可以读取到相同的诊断数据记录,不过由于该级别最高,那么可以获得该站的各个模板和各个通道的详细诊断信息。根据故障类型的编码,可以很方便的在WinCC/WinCCFlexible中或任何第三方与PLC通讯的HMI上设置诊断信息并进行显示,方便用快速发现和维护现场故障。需要注意在Step7中调用SFB52时,不要一直触发REQ,也就是说REQ不要一直为1,最好在需要的时候调用该功能块,因为一味的触发会占用PLC更多的资源和占用更多的带宽。图7诊断数据记录图8ChannelErrorType编码4SFB54诊断4.1介绍SFBRALRM从外围设备模块(集中结构)或从DP从站或PROFINETIO设备组件接收中断及其所有相应信息。然后将此信息提供给输出参数。带有附加详细输出参数中的信息包含被调用OB的启动信息以及中断源的信息。由于要检查外围设备中断,故只能在由CPU操作系统启动的中断OB中调用SFB54。中断OB外的SFB54“RALARM”调用是不推荐的,因为此时不能获取诊断状态的重要信息。在TINFO和AINFO数据缓存中,AINFO中的USI=16#8000(WORD26)时快速获得诊断的一些重要信息如下:TINFO的WORD20站号.AINFO的WORD4中断类型WORD12插槽号(SLOT)WORD28通道号(CHANNEL)WORD32出错类型4.2编程这里使用SFB54来捕获ET200SIM151-3PNFOC站点输出模块的中断状态,例如断线等,参考图5ET200SFOC的硬件组态列表。在OB82中添加SFB54,用于捕获断线故障。当然也可以使用OB82来读取IO设备的模块状态信息,但需要更多的编写程序,关于使用OB82来获取IO站点的模块的状态信息,请参考网站下载中心《使用OB8x诊断SIMATICPLC(PN)》87668286双击该站的2DODC24V/0.5AHF模板,设置使能通道0相关的诊断“断线”,参考图6ET200S2DO模块的参数设置。在OB82中加入SFB54,关于参数设置,点击“F1”参考SFB54在线帮助。程序示例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