S7-1200/1500-用TIA博途在线和诊断视图诊断故障

摘要：诊断可减少停机时间，从而提高机器的生产率。在机器的整个生命周期（从计划到运行和维护）均支持诊断。诊断操作包括所有系统组件诊断、过程顺序监视和程序错误诊断。

用TIA博途诊断故障,用在线和诊断视图诊断故障

诊断可减少停机时间，从而提高机器的生产率。在机器的整个生命周期（从计划到运行和维护）均支持诊断。诊断操作包括所有系统组件诊断、过程顺序监视和程序错误诊断。

系统诊断（电力控制器组件故障诊断）
在 SIMATIC 环境中，术语“系统诊断”用于描述设备和模块的诊断。故障能够以纯文本格式显示。这样维护人员能够更快地定位和纠正错误。
可以通过诊断用户程序来确定发生故障的设备和模块。因此，对诊断消息的响应也可以在用户程序中编程，从而阻止意外的机器行为。

机器和系统诊断（生产过程中的故障诊断）
工厂运行过程中出现的大量故障是由机械或电气部件引起的生产过程错误。
根据过程故障的有效工厂特定诊断和故障位置信息、故障原因和故障排除信息，可以快速识别和解除故障。
例如，可以在用户程序中查询机器和系统诊断的错误位，从而可以在发生某些故障时停机。

程序错误诊断（分析和消除编程错误）
编程错误不仅会在调试期间发生，还会在运行期间发生，例如由于参数错误而超出数组限制。
使用可以分析程序的开发环境，可以快速定位和消除程序中的错误。

诊断的目标/优势

通过快速错误检测和错误纠正提高可用性通过减少停机时间降低成本通过避免错误提高质量缩短调试时间

S7-1500 的系统诊断功能是集成在 CPU 的固件里的，这系统诊断跟用户程序的执行没啥关系。就算 CPU 处于 STOP 模式，也能进行系统诊断。要是现场设备发现一个故障，就会把诊断数据发给指定的 CPU（看图 7-2）。S7-1500 用的是统一的显示想法，CPU 会把故障信息发到模块或者通道的指示灯、装了 TIA 博途的电脑、HMI 设备、CPU 内置的 Web 服务器还有 S7-1500 CPU 的显示屏里。这样就能保证系统诊断跟工厂的实际情况一直都一样。不管用啥显示设备，显示出来的诊断信息都是一样的。

PROFINET IO 系统和 PROFIBUS-DP 主站系统的故障诊断办法大体上差不多。S7-1200 的故障诊断办法跟 S7-1500 的基本上一样，不过前者没有系统诊断功能，也没有 CPU 的显示屏。这一章主要讲的是 S7-1500 的 PROFINET IO 系统的故障诊断办法。

1.设置模块的诊断功能

打开项目“用博途诊断故障”（在随书光盘里有同名的例程）的网络视图（看图 7-3），CPU1516C 3PN/DP 是 IO 控制器，ET200SP 是 IO 设备，它的设备名称是 hsx1。双击打开 ET200SP，选上 1 号槽的 16 点 DI 模块。选中巡视窗口里的“诊断”（看图 7-4），在右边窗口“诊断”区里把复选框勾上，启动“无电源电压 L+”和“断路”诊断功能。要是出现这些故障或者故障没了，CPU 就会调用诊断中断组织块 OB82。选上 2 号槽的 16 点 DI 模块，做一样的操作。选上 3 号槽的 16 点 DQ 模块，启动 4 项诊断功能（看图 7-5）。选上 4 号槽的 4 通道 AI 模块和 5 号槽的 4 通道 AQ 模块，分别启动它们的 5 项诊断功能（看图 7-6 和图 7-7）。出现上面说的各图里的诊断故障或者故障消失的时候，CPU 都会调用 OB82。另外，用 S7-1500 中央机架的 DI 模块的“通道模板”，把这个模块所有的通道都组态成有“无电源电压 L+”和“断路”诊断功能。

2.程序设计

为了能让网络控制系统正常运转，点一下项目树里“程序块”文件夹中的“添加新块”，就能生成“Diagnostic error interrupt”（诊断中断）组织块 OB82 和“Rack or station failure”（机架故障）组织块 OB86。

因为 ET200S PN 有能带电插入或者拔出模块的功能，所以还得生成“Pull or plug of modules”（拔出/插入）组织块 OB83。

在上面说的这些 OB 里面编程，当 CPU 调用 OB82、OB83 和 OB86 的时候，用 INC 指令分别给 MW20 到 MW24 加 1 。在监控表里面监控 MW20 到 MW24 。

3.打开在线和诊断视图

用以太网电缆把计算机和 CPU 的以太网接口连起来。

选上项目树里的 PLC_1 站点，把程序和组态数据下载到 CPU 里。双击项目树里 PLC_1 文件夹中的“在线和诊断”，在工作区打开“在线和诊断”的视图（看图 7-8），左边窗口的“在线访问”会自动被选中。点击工具栏上的“在线”按钮，进入在线模式。

工作区右边窗口里计算机和 CPU 的图形之间出现了绿色的连线，这就表示它们建立起连接了。

被激活的项目树或者工作区的标题栏的背景色会变成表示在线的橙色，其他窗口标题栏的下沿会有橙色的线条。在项目树里的项目、PLC、程序块、本地模块和分布式 I/O 的右边，都有表示状态的符号。选上项目树里在线的 PLC，点击工具栏上的“离线”按钮，就会进入离线模式。界面里的橙色和表示状态的图标就都没了。

4.用诊断缓冲区诊断故障

选上“在线和诊断”视图左边浏览窗口里的“诊断状态”，因为有故障在，右边窗口就显示“模块存在，出错”，CPU 操作面板里的 ERROR（错误）LED 会闪烁。

选上浏览窗口里的“诊断缓冲区”（见图 7 - 8），右边窗口最上面是事件列表。缓冲区里的条目是按照事件出现的顺序排的，最上面那个是最后发生的事件。在图 7 - 8 里选中了 1 号事件“硬件组件已移除或缺失”，下面就是这个事件的详细信息，包括出现故障的站点的设备名称（hsx1）、模块型号、时间和日期、机架号还有插槽号。出故障的模块是 ET 200SP 的 2 号槽的 DI 模块。详细信息里的“到达事件”和事件列表中这个事件右边的符号寸表示故障出现了，详细信息里的“离去事件”和事件右边的符号☑表示故障消失了。

事件右边红色背景的符号■表示事件当前的状态是故障，绿色背景的符号表示状态是正常。把拔出的模块重新插进去，就会出现事件“硬件组件已移除或缺失”（离去事件），CPU 会再调用一次 OB83。诊断缓冲区是先入先出的环形缓冲区。缓冲区满了又需要创建新条目时，现有的所有条目会往下移动一个位置，最老的条目会被删掉，在缓冲区的顶部创建新条目。为了保证条目有正确的时间戳信息，建议用户不定期地检查和改正 CPU 实时时钟的日期和时间。用监控表给 ET200SP 的 AQ 模块的 0 号通道写一个很大的数值，就会出现 2 号事件“超出上限”（到达事件）。再写一个小一点的数值，就会出现“超出上限”（离去事件）。

诊断错误出现和消失都会调用一次 OB82。3 号事件是“断路”（到达事件），出故障的模块是电流输出的 ET 200SP 的 AQ 模块。断路故障消失的时候，就会出现“断路”（离去事件）。

5 号事件是“断路”（到达事件），出故障的模块是 ET 200SP 的 DQ 模块，它在负载通电的时候断路。系统出错的时候，诊断事件可能会很快地一个接一个出现，这样就会让诊断缓冲区的显示更新速度非常快。点击“冻结显示”按钮（见图 7 - 8），就会把显示冻结住，方便查看诊断事件的详细信息。

点了之后这个按钮上的字会变成“取消冻结”，再点它就能解除冻结。点击“关于事件的帮助”按钮，就会打开“信息系统”，能看到选中事件的详细信息和解决办法。要是诊断事件和程序有关，点“在编辑器中打开”按钮，系统会离线打开引起错误的指令所在的块。改完指定块的程序，再把它下载到 CPU 里。

要是因为硬件问题引发了诊断事件，点这个按钮后，会打开包含产生故障的模块的设备视图。点击“另存为”按钮，诊断缓冲区中事件的详细信息会被保存成文本文件，默认的名字叫“诊断”，可以改文件的名字。

这一节配套的视频教程是“用在线和诊断视图诊断故障”。

5.在线和诊断的其他功能

选上“在线和诊断”视图左边窗口最上面的“在线访问”，会用图形显示有没有建立在线连接，还有通信接口的信息。可以用视图右边窗口里的“转到离线”按钮断开在线连接。点击博途最右边垂直条上的“在线工具”按钮，在右边的任务卡中会打开“在线工具”窗口。最上面是 CPU 操作面板，能看到 CPU 上 3 个 LED 的状态。用这个面板里的“RUN”和“STOP”按钮能切换 CPU 的操作模式。选上项目树里的某台 PLC 后，点击工具栏上的按钮或者，也能让这台 PLC 切换到 RUN 或者 STOP 模式。点击 CPU 操作面板上的“MRES”（存储器复位）按钮，会清除所有的保持性和非保持性存储器，断开现有的通信连接。用户程序、IP 地址、系统时间、诊断缓冲区和存储卡的内容不会受影响。“在线工具”的“周期时间”窗格会显示 CPU 最短、最长和当前的扫描循环时间。下面的“存储器”窗格会显示没使用的装载存储器、工作存储器和保持存储器所占的百分比。选上工作区左边窗口“诊断”文件夹里的“循环时间”和“存储器”，能得到更多信息。选上图 7 - 8 工作区左边窗口的“诊断”文件夹里的“诊断状态”，右边窗口就会显示模块的诊断状态，比如“模块存在”和“出错”等等。选上工作区左边窗口里的“设置时间”，能在右边窗口设置 PLC 的实时时钟（见图 7 - 9）。勾选复选框“从 PG/PC 获取”，点击“应用”按钮，PLC 的实时时钟就会和计算机的实时时钟同步。没勾选这个复选框的时候，可以在“模块时间”区设置 CPU 的日期和时间，比如点击图中时间域的第 2 个数字（分钟，图中是白色的 14），能用计算机的键盘或者时间域右边的增、减按钮来设置选中的分钟值。设置好后点击“应用”按钮确认。