故障诊断讲座.ppt

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1、第七章 故障诊断 nPLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高 ，出现故障的概率较低，但是，出现故障也是难以避免的。 一般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。 n引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过 日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最 低。故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量 ；重的可能造成财产损失和人员伤亡，如果是一些特殊的控 制对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。 n故障发生后，对于维护人员来说最重要的是找到故障的原因 ，迅速排除故障，尽快恢复系统的运行。对于系统设计人员 在设计时要考虑到系统出现故障后的系统的自我保护

2、措施力 争使故障的停机时间最短，故障的产生的损失最小。 7.1 了解S7-300 PLC的基本故障种类 n一般PLC的故障主要有外部故障或是内部错误造成。外部故障时由外 部传感器或执行机构的故障等引发PLC产生故障，可能会使整个系统 停机，甚至烧坏PLC。 n而内部错误是PLC内部的功能性错误或编成错误造成的，可以使系统 停机。S7-300具有很强的错误（或称故障）检测和处理能力，CPU检 测到某种错误后，操作系统调用对应得组织块，用户可以在组织块中 编程，对发生的错误采取相应的措施。对于大多数错误，如果没有给 组织块编程，出现错误时CPU将进入STOP模式。 n被S7 CPU检测到并且用户可

3、以通过组织块对其进行处理的错误分为两 类： n1、异步错误 n异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无 关，但异步错误的后果一般比较严重。 n2、同步错误 n同步错误是与执行用户程序有关的错误，程序中如果有不正确的地址 区，错误的编号或错误的地址，都会出现同步错误，操作系统将调用 同步错误OB。 7.2 掌握PLC的常规维护及故障排除 的方法 n为了保障系统的正常运行，定期对PLC系统 进行维护和检查是必不可少的，而且还必 须熟悉一些故障诊断和排除方法。 n7.2.1 检查与维护 n7.2.2 外部故障的排除方法 n7.2.3 内部错误的故障诊断 7.2.1 检查与维护

4、n一、定期检查 nPLC是一种工业控制设备，尽管在可靠性方 面采取了许多措施，但工作环境对PLC影响 还是很大的。所以，通常每隔半年时间应 对PLC作定期检查。如果PLC的工作条件不 符合表7-1规定的标准，就要做一些应急处 理，以便使PLC工作在规定的标准环境。 表7-1 周期性检查一览表 检查项 目 检查 内容 标准 交流电源 电压 稳定度 测量加在PLC上的电压 是否为额 定值？ 电源电压 是否出现频 繁急剧的变化？ 电源电压 必须在工作电压 范围内 电源电压 波动必须在允许 范围内 工作环境 温度、湿度 震动、灰尘 温度和湿度是否在相应的变化范围内？ （当PLC安装在仪表板上时，仪表上

5、的温 度可以认为 是PLC的环境温度。） 温度055相对湿度85%以 下振幅小于0.5mm（ 1055Hz）无大量灰尘、盐 分和铁屑 安装条件 基本单元和扩展单元是否安装牢固？ 基本单元和扩展单元的联接电缆 是否完全 插好？ 接线螺钉是否松动？ 外部接线是否损坏？ 安装螺钉必须上紧 联接电缆 不能松动 联接螺钉不能松动 外部接线不能有任何外观异 常 使用寿命 锂电 池电压 是否降低？ 继电 器输出触点 锂电 池工作5年左右 继电 器输出触点寿命300万 次（35V以上） 二、日常维护 nPLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本 上没有其它易损元器件。由于存放用户程 序的随机内存（RAM），计数

6、器和具有保 持功能的辅助继电器等均用锂电池保护， 锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐 渐降低达一定程度时，PLC基本单元上的电 池电压跌落指示灯会亮。提示用户注意， 有锂电池所支持的程序还可以保持一周左 右，必须更换电池，这是日常维护的主要 内容。 调换锂电池的步骤： n1、在拆装之前，应先让PLC通电15S以上，这样可 使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断 开后，该电容可对PLC作短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失。 n2、断开PLC的交流电源。 n3、打开基本单元的电池盖板。 n4、取下旧电池，装上新电池。 n5、盖上电池盖板。 n更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3mi

7、n 。如果时间过长，RAM中的程序将丢失。 7.2.2 外部故障的排除方法 nPLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障 或外围设备发生故障，都可用PLC上具有诊 断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。 一、故障查找 n1、总体检查 n根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐 细化，以找出具体故障，如图7-1所示。 2、电源故障检查 n电源等不亮部需要对供电系统进行检查，检查流程图如图7-2所示。 3、运行故障检查 n电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种 异常而终止了正常运行，检查流程图如图7-3所示 。 4、输入输出故障检查 n输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的信道，其是否正常工

8、作，除了和 输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险管等组件状态有关。 图7-4和图7-5分别所示的是输入检查流程和输出检查流程。 n图7-4 输入检查流程图 图7-5 输出检查流程图 5、外围环境的检查 n影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度 、噪音与粉尘，以及腐蚀性酸碱等。 二、故障的处理 n不同故障产生的原因不同，它们也有不同的处理方法，具体请见下表所列。 n表7-2 CPU装置、I/O扩展装置故障处理 序 号 异常现象 可能原因 处理 1POWERLED灯不亮1、电压 切换端子设定不 良2、保险丝 熔断 正确设定切换端子 更换保险丝 2保险丝 多次熔断 1、电压 切换端子设

9、定不 良2、线路短路或烧坏 正确设定切换端子 更换电 源单元 3RUNLED灯不亮 1、程序错误 2、电源线路 不良3、I/O单元号重复4、 远程I/O电源关，无终端 修改程序 更换CPU单元 修改I/O单元号 接通电源 4运行中输出端没闭合（POWER灯 亮） 电源回路不良更换CPU单元 5编号以后的继电 器不动作 I/O总线 不良 更换基板单元 6特定的继电 器编号的输出（入）接 通 I/O总线 不良 更换基板单元 7特定单元的所有继电 器不接通 I/O总线 不良 更换基板单元 序号异常现象可能原因处理 1输入全部不接通（动作指示灯也灭） 1、未加外部输入电压供电 2、外部输入电压 低加额

10、定电源电压 3、端子螺钉松动拧紧 4、端子板联接器接触不良把端子板补充插入、锁紧 。更换端子板联接器 2输入全部断开（输入指示灯也灭）输入回路不良更换单 元 3输入全部不关断输入回路不良更换单 元 40特定继电 器编号的输入不接通 1、输入器件不良更换输 入器件 2、输入配线断线检查输 入配线 3、端子螺钉松驰拧紧 4、端子板联接器接触不良把端子板补充插入、锁紧 。更换端子板联接器 5、外部输入接触时间 短调整输入组件 6、输入回路不良更换单 元 7、程序的OUT指令中用了输入继电 器编号修改程序 5特定继电 器编号的输入不关断 1、输入回路不良更换组 件 2、程序的OUT指令中用了输入继电

11、器编号修改程序 6输入不规则 ON/OFF动作 1、外部输入电压 低使外部输入电压 在额定值范围 2、噪音引起的误动 作 抗干扰措施： 安装绝缘变压 器、安装尖峰抑制器、用屏蔽线 配线等 3、端子螺钉松动拧紧 4、端子板联接器接触不良把端子板补充插入、锁紧 。更换端子板联接器 7异常动作的继电 器编号为8点单位 1、COM端螺钉松动拧紧 2、端子板联接器接触不良把端子板补充插入、锁紧 。更换端子板联接器 3、CPU不良更换CPU单元 8输入动作指示灯不亮（动作正常）LED灯坏更换单 元 表7-3 输入单元故障处理 序 号 异常现象可能原因处理 1输出全部不接通 1、未加负载电 源加电源 2、负

12、载电 源电压 低使电源电压为额 定值 3、端子螺钉松动拧紧 4、端子板联接器接触 不良 把端子板补充插入、锁 紧。更换端子板联接器 5、保险丝 熔断更换保险丝 6、I/O总线 接触不良更换单 元 7、输出回路不良更换单 元 2输出全部不关断输出回路不良更换单 元 3特定继电 器编号的 输出不接通（动作 指示灯灭） 1、输出接通时间 短更换单 元 2、程序中指令的继电 器编号重复 修改程序 3、输出回路不良更换单 元 4特定继电 器编号的 输出不接通（动作 指示灯亮） 1、输出器件不良更换输 出器件 2、输出配线断线检查输 出线 3、端子螺钉松动拧紧 4、端子联接接触不良端子充分插入、拧紧 5、

13、继电 器输出不良更换继电 器 6、输出回路不良更换单 元 5特定继电 器编号的 输出不关断（动作 指示灯灭） 1、输出继电 器不良更换继电 器 2、由于漏电流或残余 电压 而不能关断 更换负载 或加假负载电 阻 6特定继电 器编号的 输出不关断（动作 指示灯亮） 1、程序OUT指令的继 电器编号重复 修改程序 2、输出回路不良更换单 元 7输出出现不规则 的 ON/OFF现象 1、电源电压 低调整电压 2、程序OUT指令的继 电器编号重复 修改程序 3、噪音引起的误动 作 抗噪音措施： 装抑制器、装绝缘变压 器、用屏蔽线配线等 4、端子螺钉松动拧紧 5、端子联接接触不良端子充分插入、拧紧 8异

14、常动作的继电 器 编号为8点单位 1、COM端子螺钉松动拧紧 2、端子联接接触不良端子充分插入、拧紧 3、保险丝 熔断更换保险丝 4、CPU不良更换CPU单元 9 输出指示灯不亮（ 动作正常） LED灯坏更换单 元 表7-4输出单元故障处理 7.2.3 内部错误的故障诊断 nS7-300具有非常强大的故障诊断功能，通过 STEP 7编程软件可以获得大量的硬件故障 与编程错误的信息，使用户能迅速地查找 到故障。 n这里的诊断是指S7-300内部集成的错误识别 和记录功能，错误信息在CPU的诊断缓冲区 内。有错误或事件发生时，标有日期和时 间的信息被保存到诊断缓冲区，时间保存 到系统的状态表中，如

15、果用户已对有关的 错误处理组织块编程，CPU将调用该组织块 。 一、故障诊断的基本方法 n在SIMATIC管理器中用菜单命令“View”“Online”打开再现窗口。打 开所有的站，查看是否有CPU显示了指示错误或故障的诊断符号。 n诊断符号用来形象直观地表示模块的运行模式和模块的故障状态，如 图7-6所示。如果模块有诊断信息，在模块符号上将会增加一个诊断符 号，或者模块符号的对比度降低。 图7-6 诊断符号 n诊断符号“当前组态与实际组态不匹配”表示被组态的模块 不存在，或者插入了与组态的模块的型号不同的模块。 n诊断符号“无法诊断”表示无线上连接，或该模块不支持模 块诊断信息，例如电源模块

16、或子模块。 n“强制”符号表示在该模块上有变量被强制，即在模块的用 户程序中有变量被赋予一个固定植，该数据值不能被程序 改变。“强制”符号可以与其它符号组合在一起显示，如图 7-6中“强制与运行”符号。 n从在线的SIMATIC管理器的窗口、在线的硬件诊断功能打 开的快速窗口和在线的硬件组态窗口（诊断窗口），都可 以观察到诊断符号。 n通过观察诊断符号，可以判断CPU模块的运行模式，是否 有强制变量，CPU模块和功能模块（FM）受否有故障。 n打开在线窗口，在SIMATIC管理器中执行菜单命令 “PLC”“Diagnostic/Setting”“Hardware Diagnostics”，将

17、打开硬件诊断快速浏览窗口。在该窗口中显示PLC的状态 ，看到诊断功能的模块的硬件故障，双击故障模块可以获 得详细的故障信息。 二、利用CPU诊断缓冲区进行详细故障诊断 n建立与PLC的在线连接后，在SIMATIC管理器中选择要检 查的站，执行菜单命令 “PLC”“Diagnostics/Setting”“Module Information”，如图 7-7所示，将打开模块信息窗口，显示该站中CPU的信息。 在快速窗口中使用“Module Information”。 图7-7 打开CPU诊断缓冲区 n在模块信息窗口中的诊断缓冲区（Diagnostic Buffer）选项 中，给出了CPU中发生的

18、事件一览表，选中“Events”窗口 中某一行的某一事件，下面灰色的“Details on”窗口将显示 所选事件的详细信息，见图7-8所示。使用诊断缓冲区可以 对系统得错误进行分析，查找停机的原因，并对出现的诊 断时间分类。 图7-8 CPU模块的在线模块信息窗 n诊断事件包括模块故障、过程写错误、CPU中的系统错误、CPU运行模式的切 换、用户程序的错误和用户用系统功能SFC52定义的诊断事件。 n在模块信息窗口中，编号为1，位于最上面的事件是最近发生的事件。如果显 示因编程错误造成CPU进入STOP模式，选择该事件，并点击“Open Block”按钮 ，将在程序编辑器中打开于错误有关的块，

19、显示出错的程序段。 n诊断中断和DP从站诊断信息用于查找模块和DP从站中的故障原因。 n“Memory”（内存）选项给出了所选的CPU或M7功能模块的工作内存和装载内 存当前的使用情况，可以检查CPU或功能模块的装载内存中是否有足够的空间 用来存储新的块，如图7-9所示。 图7-9 “Memory” 选项 n“Scan Cycle Time”（扫描循环时间）选项卡用于显示所选CPU或M7功能模块的 最小循环时间、最大循环时间和当前循环时间，如图7-10所示。 n如果最长循环时间接近组态的最大扫描循环时间，由于循环时间的波动可能 产生时间错误，此时应增大设置的用户程序最大循环时间（监控时间）。

20、n如果循环时间小于设置的最小循环时间，CPU自动延长循环至设置的最小循 环时间。在这个延长时间内可以处理背景组织块（OB90）。组态硬件时可以 设置最大和最小循环时间。 图7-10 “Scan Cycle Time” 选项 n“Time System”（时间系统）选项卡显示当前日期、时间、 运行的小时数以及时钟同步的信息，见图7-11所示。 图7-11 “Time System” 选项 n“Performance Data”（性能数据）选项卡给出了所选模块（ CPU/FM）可以使用的地址区和可以使用的OB、SFB、和 SFC，见图7-12所示。 图7-12 “Performance Data”

21、 选项 n“Communication”（通信）选项卡给出了所选模块的传输速 率、可以建立的连接个数和通信处理占扫描周期的百分比 ，如图7-13所示。 图7-13“Communication” 选项 n“Stacks”（堆栈）选项卡只能在STOP模式或HOLD （保持）模式下调用，显示所选模块的B（块）堆 栈。还可以显示I（中断）堆栈、L（局域）堆栈 以及嵌套深度堆栈。可以跳转到使块中断的故障 点，判明引起停机的原因。 n在模块信息窗口各选项卡的上面显示了附加的信 息，例如所选模块的在线路径、CPU的操作模式 和状态（例如出错或OK）、所选模块的操作模式 ，如果它有自己的操作模式的话（例如CP

22、342-5） 。 n从 （“Accessible Nodes”窗口）打开的非CPU模块 的模块信息中，不能显示CPU本身的操作模式和 所选模块的状态。 三、错误处理组织块 n组织块是操作系统与用户程序之间的接口。S7提 供了各种不同的组织块（OB），用组织块可以创 建在特定时间执行的程序和响应特定事件的程序 。 n当系统程序可以检测下列错误：不正确的CPU功 能、系统程序执行中的错误、用户程序中的错误 和I/O中的错误。根据错误类型的不同，CPU设置 为进入STOP模式或调用一个错误处理OB。 n当CPU检测到错误时，会调用适当的组织块，见 表7-5。如果没有相应的错误处理OB，CPU将进入

23、STOP模式。用户可以在错误处理OB中编写如何 处理这种错误的程序，以减小或消除错误的影响 。 OB号错误类 型优先级 OB70 I/O冗余错误 （仅H系列CPU ） 25 OB72 CPU冗余错误 （仅H系列CPU ） 28 OB73 通信冗余错误 （仅H系列 CPU） 35 OB80时间错误26 OB81电源错误 26/28 OB82诊断中断 OB83插入/取出模块中断 OB84CPU硬件故障 OB85优先级错误 OB86 机架故障或分布式I/O的站故 障 OB87通信错误 OB121编程错误 引起错误 的OB的 优先级 OB122I/O访问错误 表7-5 错误处理组织块 n为避免发生某种

24、错误时CPU进入停机，可以 在CPU中建立一个对应的空的组织块。用户 可以利用OB中的变量声明表提供的信息来 判别错误的类型。 n根据S7 CPU检测到并且用户可以通过组织 块对其进行处理的错误分为异步错误和同 步错误。 1、异步错误组织块 n异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相 关的错误，与程序执行无关。异步错误的 后果一般都比较严重。异步错误对应的组 织块为OB70OB73和OB80OB87，有最 高的优先级。操作系统检测到一个异步错 误时，将启动相应的OB。 （1）时间错误处理组织块（OB80） nOB执行时出现故障S7-300 CPU的操作系统调用 OB80。这样的故障包括循环时间

25、超出、执行OB 时应答故障、向前移动时间以致于跃过了OB的启 动的时间、CLR后恢复RUN方式。 n如果当循环中断OB仍在执行前一次调用时，该 OB块的启动事件发生，操作系统调用OB80。如 果OB80未编程，CPU变为STOP方式，可以使用 SFC39至42封锁或延时和在使用时间故障OB。 n如果在同一个稍描周期中由于扫描时间超出OB80 被调用两次，CPU就变为STOP方式，可以通过在 程序中适当的位置调用SFC43“RE_TRIGR”来避免 这种情况。 打开OB80可以从OB80的临时变量中得到故障信息，见图7-14所示。 图7-14 OB80的临时变量 变量类型描述 OB80_EV_C

26、LASSBYTE事件级别 和标识 ：B#16#35 OB80_FLT_IDBYTE故障代码 OB80_PRIORITYBYTE 优先级：在RUN方式时OB80以优先级26运行 ，OB请求缓冲区溢出时以优先级28运行 OB80_OB_NUMBRBYTEOB号 OB80_RESERVED_1BYTE保留 OB80_RESERVED_2BYTE保留 OB80_ERROR_INFOWORD故障信息：根据故障代码 OB80_ERR_EV_CLASSBYTE引起故障的启动事件的事件级别 OB80_ERR_EV_NUMBYTE引起故障的启动事件的事件号 OB80_OB_PRIORITYBYTE故障信息：根据

27、故障代码 OB80_OB_NUMBYTE故障信息：根据故障代码 OB80_DATE_TIME DATE_AND_TI ME OB被调用时的日期和时间 4 表7-6 OB80的变量申明表 （2）电源故障处理组织块（OB81） n与电源（仅对S7-400）或后备电池有关的故 障事件发生时，S7-300 CPU的操作系统调用 OB81，表7-7为OB81的变量申明表。 n如果OB81未编程，CPU并不转换为STOP方 式。可以使用SFC39至42来禁用、延时或再 使用电源故障（OB81）。 变量类型描述 OB81_EV_CLASSBYTE 事件级别和标识：B#16#38，离去事件；B#16#39，

28、到来事件 OB81_FLT_IDBYTE故障代码 OB81_PRIORITYBYTE优先级：可通过STEP 7选择（硬件组态） OB81_OB_NUMBRBYTEOB号 OB81_RESERVED_1BYTE保留 OB81_RESERVED_2BYTE保留 OB81_MDL_ADDRINT 位0至2：机架号；位3：0=备用CPU，1=主站CPU； 位4至7：1111 OB81_RESERVED_3BYTE仅与部分故障代码有关 OB81_RESERVED_4BYTE OB81_RESERVED_5BYTE OB81_RESERVED_6BYTE OB81_DATE_TIME DATE_AND_T

29、IM E OB被调用时的日期和时间 表7-7 OB81的变量申明表 （3）诊断中断处理组织块（OB82） n如果模块具有诊断能力又使能了诊断中断 ，当它检测到错误时，它输出一个诊断中 断请求给CPU，以及错误消失时，操作系统 都会调用OB82。当一个诊断中断被触发时 ，有问题的模块自动地在诊断中断OB的起 动信息和诊断缓冲区中存入4个字节的诊断 数据和模块的起始地址。可以用SFC39至42 来禁用、延时或再使用诊断中断（OB82） ，表7-8描述了诊断中断OB82的临时变量。 变量类型描述 OB82_EV_CLASSBYTE事件级别 和标识 ：B#16#38，离去事件；B#16#39，到来事件

30、 OB82_FLT_IDBYTE故障代码 OB82_PRIORITYBYTE优先级：可通过SETP 7选择 （硬件组态 ） OB82_OB_NUMBRBYTEOB号 OB82_RESERVED_1BYTE备用 OB82_IO_FLAGBYTE输入模板：B#16#54；输出模板：B#16#55 OB82_MDL_ADDRWORD故障发生处模板的逻辑 起始地址 OB82_MDL_DEFECTBOOL模板故障 OB82_INT_FAULTBOOL内部故障 OB82_EXT_FAULTBOOL外部故障 OB82_PNT_INFOBOOL通道故障 OB82_EXT_VOLTAGEBOOL外部电压 故障

31、OB82_FLD_CONNCTRBOOL前连接器未插入 OB82_NO_CONFIGBOOL模板未组态 OB82_CONFIG_ERRBOOL模板参数不正确 OB82_MDL_TYPEBYTE 位0至3：模板级别 ；位4：通道信息存在；位5：用户信息存在；位6 ：来自替代的诊断中断；位7：备用 OB82_SUB_MDL_ERRBOOL子模板丢失或有故障 OB82_COMM_FAULTBOOL通讯问题 OB82_MDL_STOPBOOL操作方式（0：RUN，1：STOP） OB82_WTCH_DOG_FLTBOOL看门狗定时器响应 OB82_INT_PS_FLTBOOL内部电源故障 OB82_P

32、RIM_BATT_FLTBOOL电池故障 OB82_BCKUP_BATT_FLTBOOL全部后备电 池故障 OB82_RESERVED_2BOOL备用 OB82_RACK_FLTBOOL扩展机架故障 OB82_PROC_FLTBOOL处理器故障 OB82_EPROM_FLTBOOLEPROM故障 OB82_RAM_FLTBOOLRAM故障 OB82_ADU_FLTBOOLADC/DAC故障 OB82_FUSE_FLTBOOL熔断器熔断 OB82_HW_INTR_FLTBOOL硬件中断丢失 OB82_RESERVED_3BOOL备用 OB82_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调

33、用时的日期和时间 表7-8 OB82的变量申明表 n在编写OB82的程序时，要从OB82的起动信息中 获得与出现的错误有关的更确切的诊断信息，例 如是哪一个通道出错，出现的是哪种错误。使用 SFC51“RDSYSST”也可以读出模块的诊断数据，用 SFC52“WR_USMSG”可以将这些信息存入诊断缓 冲区。 n现在通过结合模板的短线诊测应用和SFC51来说明 诊断中断组织块OB82的使用方法。 n首先，在SIMATIC管理器中新建一个项目，插入一个300站。硬件组态，在机 架上插入CPU 315-2DP和一块具有中断功能模拟量输入模块SM331，配置 SM331模块的“Inputs”选项，选

34、择0-1通道组为2线制电流（2DMU），其它通道 组为电压，并注意模块的量程卡要与设置的相同。选中“Enable”框中的 “Diagnostic Interrupt”选项，选中“Diagnostics”选项中的0-1通道组中的“Group Diagnostics”和“with Check for Wire Break”选项，如图7-15所示。 图7-15 硬件组态 n点击OK，然后双击CPU 315-2DP，选择 “Interrupts”选项，可以看到CPU支持OB82，见图7 -16所示。硬件组态完成后，保存编译，下载到 CPU中。 图7-16 CPU中的“Interrupts”选项 n然后

35、完成诊断程序。OB82程序当在硬件组态中设定的诊断中断发生后执行， 但OB82执行时可以通过它的临时变量OB82_MDL_ADDR读出产生诊断中断的 模块的逻辑地址。STEP 7不能时时监控程序的运行。 n在SIMATIC管理器中S7 Program（1）下插入一个STL Source文件STL Source(1) ，如图7-17所示。 图7-17 插入STL Source文件 n打开OB1，在“Libraries”“Standard Libraries”“System Function Blocks”下找到 SFC51“RDSYSST DIAGNSTC”，按F1键，出现SFC51在线帮助信息

36、，在帮助信 息的最低部点击“Example for module diagnostics with the SFC51”，然后点击 “STL Source File”，选中全部STL Source源程序拷贝到STL Source(1)中，编译保 存。这是在Blocks中生成OB1、OB82、DB13和SFC51。 n打开OB82，对其中的程序做简单的修改，将19和20行的程序拷贝到go：后面 ，如图7-18所示。再进行保存，下载到CPU中。 图7-18 OB82的程序修改 n下载完成后，将CPU上的模式选择开关切换到“RUN”状态，此时，CPU上的 “RUN”灯和“SF”灯会亮，SM331模块

37、上的“SF”灯也会亮。同时，查看CPU的诊 断缓冲区可以获得相应的故障信息。 n打开DB13数据块，在线监控，见图7-19所示。因为通道断线是一到来事件， 所以诊断信息存储到COME数组中。 图7-19 DB13中的数据变换 n本例中COME数组字节的含义接受如下： nCOME1=B#16#D：表示通道错误，外部故障和模块问题 ； nCOME2=B#16#15：表示此段信息为模拟量模块的通道 信息； nCOME3=B#16#0：表示CPU处于运行状态，无字节2中 标示的故障信息； nCOME4=B#16#0：表示无字节3中标示的故障信息； nCOME5=B#16#71：表示模拟量输入； nCO

38、ME6=B#16#8：表示模块的每个通道有8个诊断位； nCOME7=B#16#8：表示模块的通道数； nCOME8=B#16#3：表示0通道错误和1通道错误，其他通 道正常； nCOME9=B#16#10：表示0通道断线； nCOME10=B#16#10：表示1通道断线； nCOME11=B#16#0：表示2通道正常，其他通道与2通道 相同。 （4）插入/拔出模块中断组织块（OB83） n当组态的模块插入/拔出后或在SETP 7下修改了模块的参 数并在“RUN”状态把所做修改下载到CPU后，CPU操作系 统调用OB83。 n在“RUN”、“STOP”和“STARTUP”状态时每次组态的模块

39、插入或拔出，就产生一个插入/拔出中断（电源模块、 CPU、适配模块和IM模块不能在这种状态下移出）。该中 断引起有关CPU的诊断缓冲区和系统状态表的记录 n如果在“RUN”状态下拔出组态的模块，OB83期启动。由 于仅以一秒的间隔监视模块的存在，如果模块被直接访问 或当过程映像被刷新时可能首先检测出访问故障。如果在 “RUN”状态下插入一块模块，操作系统检查插入模块的类 型是否与组态的记录一致，如果模块类型匹配，于是 OB83被启动并且参数被赋值。可以借助SFC39至42来禁用 、延时或再使用插入/拔出模块中断（OB83），表7-9描述 了插入/拔出模块中断OB83的临时变量。 变量类型描述

40、OB83_EV_CLASSBYTE 事件级别 和标识 ：B#16#32，模块参数赋值结 束；B#16#33，模块参数赋值 启动；B#16#38 ，模块插入；B#16#39，模块拔出或无反应， 或参数赋值结 束 OB83_FLT_IDBYTE故障代码 OB83_PRIORITYBYTE优先级，可通过STEP 7选择 （硬件组态 ） OB83_OB_NUMBRBYTEOB号 OB83_RESERVED_1BYTE块模块或接口模块标识 OB83_MDL_IDBYTE 范围：B#16#54，外设输 入（PI）；B#16#55， 外设输 出（PQ） OB83_MDL_ADDRWORD有关模块的逻辑 起始

41、地址 OB83_RACK_NUMWORD B#16#A0，接口模块号；B#16#C4，机架号或 DP站号（低字节）或DP主站系统ID（高字节 ） OB83_MDL_TYPEWORD有关模块的模块类 型 OB83_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调用时的日期和时间 表7-9 OB83的变量申明表 （5）CPU硬件故障处理组织块（OB84） n当CPU检测到MPI网络的接口故障、通信总 线的接口故障或分布式I/O网卡的接口故障 时，操作系统调用OB84。故障消除时也会 调用该OB块，即事件到来和离去时都调用 该OB。表7-10描述了CPU硬件故障OB84的 临时变量。 变量类型描

42、述 OB84_EV_CLASSBYTE 事件级别 和标识 ：B#16#38，离去事件； B#16#39，到来事件 OB84_FLT_IDBYTE故障代码 OB84_PRIORITYBYTE优先级，可通过STEP 7选择 （硬件组态 ） OB84_OB_NUMBRBYTEOB号 OB84_RESERVED_1BYTE备用 OB84_RESERVED_2BYTE备用 OB84_RESERVED_3WORD备用 OB84_RESERVED_4DWORD备用 OB84_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调用时的日期和时间 表7-10 OB84的变量申明表 （6）优先级错误处理组织块（O

43、B85） n在以下情况下将会触发优先级错误中断： n产生了一个中断事件，但是对应的OB块没有下载 到CPU； n访问一个系统功能块的背景数据块时出错； n刷新过程映像表时I/O访问出错，模块不存在或有 故障。 n在编写OB85的程序时，应根据OB85的起动信息 ，判定是哪个模块损坏或没有插入。可以使用 SFC39至42封锁或延时并使能优先级故障OB，表7 -11描述了优先级故障OB85的临时变量。 变量类型描述 OB85_EV_CLASSBYTE事件级别 和标识 OB85_FLT_IDBYTE故障代码 OB85_PRIORITYBYTE优先级，可通过STEP 7选择 （硬件组态 ） OB85_

44、OB_NUMBRBYTEOB号 OB85_RESERVED_1BYTE备用 OB85_RESERVED_2BYTE备用 OB85_RESERVED_3INT备用 OB85_ERR_EV_CLASSBYTE引起故障的事件级别 OB85_ERR_EV_NUMBYTE引起故障的事件号码 OB85_OB_PRIORBYTE当故障发生时被激活OB的优先级 OB85_OB_NUMBYTE当故障发生时被激活OB的号码 OB85_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调用时的日期和时间 表7-11 O85的变量申明表 （7）机架故障组织块（OB86） n出现下列故障或故障消失时，都会触发机 架故障

45、中断，操作系统将调用OB86：扩展 机架故障（不包括CPU 318），DP主站系统 故障或分布式I/O故障。故障产生和故障消 失时都会产生中断。 n在编写OB86的程序时，应根据OB86的起动 信息，判断是哪个机架损坏或找不到。可 以使用SFC39至42封锁或延时并使能OB86， 表7-12描述了机架故障OB86的临时变量。 变量类型描述 OB86_EV_CLASSBYTE 事件级别 和标识 ：B#16#38，离去事件； B#16#39，到来事件 OB86_FLT_IDBYTE故障代码 OB86_PRIORITYBYTE优先级，可通过STEP 7选择 （硬件组态 ） OB86_OB_NUMBR

46、BYTEOB号 OB86_RESERVED_1BYTE备用 OB86_RESERVED_2BYTE备用 OB86_MDL_ADDRWORD根据故障代码 OB86_RACKS_FLTDARRAY031根据故障代码 OB86_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调用时的日期和时间 表7-12 O86的变量申明表 n这里也通过一个例子来说明OB86的使用。新建一个项目 ，插入一个300站，进行硬件组态。在机架中插入CPU 315 -2DP，选择DP作为主站，在DP主站下添加一个ET200M 从站，并在从站中插入一个模拟量输入模块SM331，如图7 -20所示。 图7-20 硬件组态 n

47、然后双击CPU，选择“Interrupts”选项，可以看到CPU支持 OB86，见图7-21所示。硬件组态完成后，保存编译，下载 到CPU中。 图7-21 CPU中的“Interrupts”选项 nOB86程序当在通讯发生问题后或者访问不 到配置的机架或站时执行，此时程序可能 还可能需要调用OB82和OB122等组织块， 当OB86执行时可以通过它的临时变量读出 产生的故障代码和事件类型，通过它们的 组合可以得到具体错误信息，同时也可以 读出产生错误的模块地址和机架信息。 STEP 7不能时时监控程序的运行，可以用 “Variable Table”监控实时数据的变化。 打开组织块OB86编写程

48、序，程序如图7-22所示。 图7-22 OB86中所编写的程序 n该程序也可以转化成梯形图，但程序中要将OB86的临时 变量OB86_RACKS_FLTD ARRAY031改成OB86_z23 DWORD。 n把程序下载到CPU后，在“Blocks”插入“Variable Table”，如 图7-23所示。然后打开，填入MB0、MB1、MW2、MD4并 点击 键就可以得到相关信息了。 图7-23 插入“Variable Table” （8）通信错误组织块（OB87） n在使用通信功能块或全局数据（GD）通信进行数 据交换时，如果出现下列通信错误，操作系统将 调用OB87： n接受全局数据时，检

49、测到不正确的帧标识符（ID ）； n全局数据通信的状态信息数据块不存在或太短； n接受到非法的全局数据包编号。 n如果用于全局数据通信状态信息的数据块丢失， 需要用OB87生成该数据块将它下载到CPU。可以 使用SFC39至42封锁或延时并使能通信错误OB， 表7-13描述了通信错误OB86的临时变量。 变量类型描述 OB87_EV_CLASSBYTE事件级别 和标识 OB87_FLT_IDBYTE故障代码 OB87_PRIORITYBYTE 优先级，可通过SETP 7选择 （硬件组态 ） OB87_OB_NUMBRBYTEOB号 OB87_RESERVED_1BYTE备用 OB87_RESERVED_2BYTE备用 OB87_RESERVED_3WORD根据故障代码 OB87_RESERVED_4DWORD根据故障代码 OB87_DATE_TIMEDATE_AND_TIMEOB被调用时的日期和时间 表7-13 OB87的变量申明表 2、同步错误组织块 n同步错误是与执行用户程序有关的错误， 程序中如果有不正确的地址区、错误的编 号和错误的地址，都会出现同步错误，操 作系统将调用同步错误OB。 n同步错误组织块包括OB121用于对程序错误 的处理和OB122用于处理