西门子PLC--故障诊断简易教程

,西门子,STEP7,高级培训之故障诊断,云南昆船技术中心培训部,*,SIMATIC STEP7,高级培训,-故障诊断,1,学习了本章之后，你将 .,.懂得,故障的分类,.懂得诊断工具的运用,.了解故障的诊断信息,.学会故障的排除,.学习故障诊断的例程,目标,2,由系统检测出的故障,PLC,内部,记录、评估和指示故障,(,作为规则:,CPU STOP),模板故障,信号电缆短路,扫描时间超出,程序错误 (访问不存在的块),功能故障,要求的功能或者不执行或者不正确地执行,过程故障 (传感器/执行器、 电缆故障),逻辑编程错误 (在生成和启动时未发现),故障的级别,3,由系统检测出的故障:,基本规则:,CPU,处于,STOP,诊断工具:,模板信息,-,诊断缓冲区,-,中断堆栈,-,块堆栈,-,局部堆栈,硬件诊断,故障,功能故障:,基本规则,: CPU,处于,RUN,(,过程故障,例如断线,),(,逻辑编程错误，象双重赋值),调试工具,:,使能外设输出 (修改输出,),监视 / 修改变量,监视块,(,块状态,),参考数据,-,交叉参考,-I/Q/M/T/C,分配表,-,程序结构,-,无符号的地址,-,未使用的符号,故障的级别,4,系统诊断概述,CPU,I/Q,模块,CPU,诊断检查系统错误,程序诊断检查错误,诊断中断,错误,OB,诊断缓冲区,系统状态表,诊断信息,可诊断的模板,检查错误,并产生一个,诊断中断,5,组织块诊断中断,OB 81,电源故障,OB 82,诊断中断组织块,OB 83,插拔模块中断程序,OB 84,CPU,硬件故障,OB 85,优先级故障组织块,OB 86,机架故障,OB 87,通讯故障,OB 80,时间故障,系统诊断概述,OB 121,编程错误,OB 122,访问,错误,OB 88,过程中断,6,一、利用,LED,诊断,CPU,的一般状态和报告出错的,LED,指示,DP,接口故障的,LED,7,S7-300,的,LED,CPU 315-2DP,的一般,LED,LED,含义,说明,SF（,红色）,组出错,出现下列情况之一，,LED,点亮,硬件出错,固件出错,编程出错,参数出错,计算出错,时间出错,存贮器卡有故障,在,POWER-ON,时电池故障或无后备电池,I/O,出错（仅对外部,I/O）,BATF（,红色）,电池出错,如果电池损坏、不存在或放完电，,LED,点亮,DC5V（,绿色）,5,V DC,电源,CPU,和,S7-300,总线的内部5,V DC,电源正常时，,LED,亮,FRCE（,黄色）,保留,在此,CPU,上，“,Force”,功能不能实现,RUN（,绿色）,运行模式,RUN,在,CPU,起动时，,LED,以2,HZ,频率至少闪烁3秒。（,CPU,起动可能更短些）在,CPU,起动期间，,STOP,指示器也亮，当,STOP LED,熄灭时，输出启用,当,CPU,处于,RUN,模式时，,LED,亮,STOP（,黄色）,运行状态,STOP,当,CPU,不在处理用户程序时，,LED,亮,当,CPU,请求整体复位时，,LED,以1秒间隔闪烁。,8,CPU 31x-2 DP,的,DP,接口的,LED,在“,DP,主站”模式下,CPU 31x-2DP,的,LED,SF DP,BUSF,含义,措施,熄灭,熄灭,配置正确,所有被组态的从站,均可被寻址,点亮,点亮,总线出错（硬件故障）,DP,接口出错,在多主站运行中，,有不同的波特率,检查总线电缆是否短路或断开,评估诊断信息，定义新的配置或,纠正原先的配置,点亮,闪烁,站出错,至少有一个指定的,从站不可寻址,检查连接到,CPU31x-2DP,的总线电缆。等待直至,CPU31x-2D,已经起动。如果此,LED,不停止闪烁，则检,DP,从站或评估,DP,从站的诊断信息,点亮,熄灭,丢失或不正确的配置（当,CPU,未作为,DP,主站起动时，也发生此情况）,评估诊断信息,定义新的配置或纠正原先的配置,9,CPU 31x-2 DP,的,DP,接口的,LED,“DP,从站”模式下,CPU31x-2DP,的,LED,SFDP,BUSF,含义,措施,熄灭,熄灭,配置正确,无关,闪烁,CPU31x-2DP,的参数集不正确,DP,主站与,CPU31x-2DP,间无数据通信。可能的原因是：,控制监视定时器（,Watchdog）,期限到,通过,ROFIBUS-DP,的总线通信被中断,所定义的,PROFIBUS,地址不正确,检查,CPU31x-2DP,检查总线连插器是否正,确插入,检查到,DP,主站的电缆,是否断开,检查配置和参数设置,无关,点亮,总线短路,检查总线结构,点亮,无关,丢失或配置不正确,与,DP,主站无数据通信,检查配置,评估诊断中断或诊断缓,存器登入项,10,带,DP,接口的,S7-400 CPU,的,LED,CPU,DP,接口,LED,含义,LED,含义,INTF（,红色）,内部出错,DP INTF（,红色）,在,DP,接口内部出错,EXTF（,红色）,外部出错,DP EXTF（,红色）,在,DP,接口外部出错,FRCE（,黄色）,强制,BUSF,在,DP,接口上的总线出错,CRST（,黄色）,完全复位（冷）,RUN（,绿色）,运行状态,RUN,STOP（,黄色）,运行状态,STOP,11,带,DP,接口的,S7-400 CPU,的,LED,带,DP,主站接口的,S7-400 CPU,的,LED,LED,含义,RUN,STOP,CRST,点亮,熄灭,熄灭,CPU,在运行状态,RUN,熄灭,点亮,熄灭,CPU,在,STOP,状态。用户程序不工作。能予热或热再起动。如果,STOP,状态因出错而产生，则故障,LED（INTF,或,EXTF）,也点亮。,熄灭,点亮,点亮,CPU,在,STOP,状态。仅予热再起动可以作为下一次起动模式。,闪烁,(0.5,Hz),点亮,熄灭,通过,PG,测试功能触发,HOLD,状态,闪烁,(2,Hz),点亮,点亮,执行予热起动,闪烁,(2,Hz),点亮,熄灭,执行热再起动,无关,闪烁,(0.5,Hz),无关,CPU,请求完全复位（冷）,无关,闪烁,(2,Hz),无关,完全复位（冷）运行,12,带,DP,接口的,S7-400 CPU,的,LED,用于带,DP,接口的,S7-400 CPU,的出错和特殊功能的,LED,LED,含义,INTF,EXTF,FRCE,点亮,无关,无关,检查出一个内部出错（编程或参数出错）,熄灭,亮点,无关,检查出一个外部出错（出错不是由,CPU,模块引起引的）,无关,无关,点亮,在此,CPU,上,PG,正在执行“,force”,功能。这就是说，用户程序的变量被设置为固定值，且不能被用户程序再改变。,13,带,DP,接口的,S7-400 CPU,的,LED,S7-400 DP,接口的,LED,LED,含义,DP INTF,DP EXTF,BUSF,点亮,无关,无关,在,DP,接口上检查出一个内部出错,（编程或参数出错）,无关,点亮,无关,检查出一个外部出错（出错不是由,CPU,模块而是由,DP,从站产生的）,无关,无关,闪烁,在,PROFIBUS,上有一个或多个,DP,从站不响应,无关,无关,点亮,检查出,DP,接口上的一个总线出错（如，电缆断或不同的总线参数）,14,DP,从站的,LED,ET200B 16DI/16DO,模块的状态和出错指示,LED,光信号,含义,RUN,点亮(绿色),ET 200B,在运行中（电源接通，,STOR/RUN,开关在,RUN,位置）,BF,点亮(红色),控制监视定时器期限到，没有站被寻址（即与,S7 DP,主站的连接出故障）,在调试/起动期间，此站还未接收到它的参数集,DIA,点亮(红色),对数字24,VDC,输出模块，至少有一个输出：,短路或无负载电压,L1+,点亮(绿色),通道组“0”有电压（烧断保险丝或电压低，典型的：+15.5,V，,信号二极管熄灭）,L2+,点亮(绿色),通道组“1”有电压，（烧断保险丝或电压低，典型的：+15.5,V，,信号二极管熄灭）,15,DP,从站的,LED,ET 200M/IM153-2,模块的状态和出错,LED,LED,含义,措施,ON(,绿色),SF(,红色),BF(,红色),熄灭,熄灭,熄灭,无电压存在,IM153-2,的硬件有故障,检查24,VDC,电源模块,点亮,无关,闪烁,IM153-2,装载了不正确的参数集，或在,DP,主站与,IM153-2,模块间无数据通信。可能原因是：,控制监视定时器期限到,通过,PROFIBUS-DP,到,IM153-2,模块的总线通信中断,检查,DP,地址,检查,IM153-2,模块,检查总线连接器是否插好,检查连接到,DP,主站的总线电缆是否中断,接通和断开电源模块上的24,V DC,开关,检查配置和参数集,16,DP,从站的,LED,ET 200M/IM153-2,模块的状态和出错,LED,（,续）,LED,ON SF BF,含义,措施,点亮,无关,点亮,波特率搜索或非法的,DP,地址,在,IM153-2,上设置有效的,DP,地址（“1”,“125”）或检查总线结构,点亮,点亮,无关,组态的,ET 200M,模块结构与实际结构不一致。在已安装的,S7-300,模块中有错或,IM153-2,有缺损,检查,ET200M,的结构（模块丢失或缺损，已安装未组态的模块）。检查配置、更换,S7-300,模块或,IM153-2。,点亮,熄灭,熄灭,DP,主站与,ET200M,间的数据通信正在进行，定义的和实际的,ET200M,配置相一致,17,故障,的类型,硬件错误-,CPU,或模板中的错误,CPU,中的程序错误,18,一、系统硬件错误,CPU,19,系统硬件错误,利用,显示,CPU,信息的功能,系统错误的排除方法,通过对故障,OB,编程,诊断,利用,诊断缓冲器诊断,显示硬件诊断信息,20,利用,模块信息,:“,诊断缓冲器”功能诊断,21,调用,“,模块信息,”,工具,22,解释错误信息,23,显示硬件诊断信息,twice,24,练习1,:,显示诊断信息,打开仿真器,下载用户程序,打开,诊断缓冲器,在,仿真器中转换模式开关,分析诊断信息,步骤,25,练习2,:,显示硬件诊断,信息,打开仿真器,下载用户程序,打开硬件配置并切换到在线状态,打开输入模块属性,分析诊断信息,步骤,26,利用“,显示,CPU,信息”功能诊断,27,演示,:,显示,CPU,信息,在,SIMATIC,管理器中,打开,CPU Messages,在窗口,“,Customize - CPU Messages,”,中激活项目前的,“,W,”,选项,用钥匙开关将,CPU,切换为停机状态，然后观察,PG,的反应,步骤,结果,停机时弹出信息窗口。,28,通过对故障,OB,编程,诊断,OB 81,电源故障,OB 82,诊断中断,OB 83,插拔模块中断程序,OB 84,CPU,硬件故障,OB 85,优先级故障,OB 86,机架故障,OB 87,通讯故障,OB 80,时间故障,OB 88,过程中断,29,时间故障,OB80,循环时间超出,执行,OB,时应答故障,向前移动时间以致于跃过了,OB,的启动时间、,CiR,后恢复,RUN,方式。,30,变量,数据类型,描述,OB80_EV_CLASS,BYTE,中断类别和标识符：,B#16#38=,离去的事件,B#16#39=,到来的事件,OB80_FLT_ID,BYTE,B#16#42=,出错代码,OB80_PRIORITY,BYTE,优先权等级“,26,”（,RUN,运行状态缺省值）或“,28,”（,STARTUP,运行状态）,OB80_OB_NUMBR,BYTE,OB-,号（,82,）,OB80_RESERVED_1,BYTE,保留,OB80_RESERVED_2,BYTE,B#16#54=,输入模块,B#16#55=,输出模块,OB80_ERROR_INFO,WORD,发生故障的模块的逻辑基准地址,时间故障,OB80,的局部数据,31,故障代码,位,含意,B#16#01,循环时间超出,B#16#02,调用的,OB,仍在执行,B#16#05,由于向前移动时间日期跳过时间中断,B#16#06,HOLD,之后返回,RUN,日期跳过时间中断,B#16#07,当前优先级的,OB,请求缓冲区溢出,B#16#08,同步循环中断时间故障,B#16#09,由于高中断装载中断丢失,时间故障,OB80,的故障代码,32,电源故障,OB81,电源（仅对,S7-400）,故障,后备电池故障,33,电源故障,OB81,的局部数据,34,电源故障,OB81,的故障代码,35,扩展机架后备电池故障,36,演示,:,评价一个电池错误,步骤,操作,结果,错误处理块,OB 81,被调用,从,CPU,上取下后备电池,1,只要电池失效输出就闪烁,检查输出,m0.1,是否闪烁,2,不闪烁,发现并排除错误,.,3,使用,OB81_EV_CLASS,和,OB81_FLT_ID,判断电池故障,37,诊断中断组织块,OB82,如果模块具有诊断能力又使能了诊断中断，当它检测到故障时，它输出一个诊断中断请求给,CPU（,到来和离去事件）,38,诊断中断组织块,OB82,的局部数据,39,模拟输入模块,断线,+27648,0,诊断中断组织块,OB82,硬件组态,:,模拟模块的属性,40,诊断中断组织块,OB82,模拟模块的配置,41,演示,:,模拟量模块的故障编程,进行硬件配置并下载,编程介绍,步骤,42,模板插/拔中断组织块,OB83,在下列情况下,CPU,操作系统调用,OB83：,组态的模板插入/拔出之后,在,RUN、STOP,和,STARTUP,方式时每次组,态的模板插入或拔出,在,STEP 7,下修改了模板参数并在,RUN,状,态下装所作修改到,CPU,之后,43,模板插/拔中断组织块,OB83,的局部数据,44,模板插/拔中断组织块,OB83,的故障代码,45,模板插/拔中断组织块,OB83,举例,重新组态模板,在运行时，修改系统组态（,CiR,）,可以重新选择已存在模板的参数。参数的重新选择通过传送所需的参数数据到模板来进行,1. 在您用,STEP 7,为一块模板选择了新的参数并且在,RUN,方式下下装该参数组态到,CPU,后,OB83,启动（启动事件,W#16#3367）。,相应的,OB,启动信息为逻辑起始地址（,OB83_MDL_ADDR）,和模块类型（,OB83_MDL_TYPE）。,模板,I/O,数据现在可能不对，这意味着不可能有,SFC,忙于发送数据记录到该模板。,2.,OB 83,执行之后模板参数被重新赋值。,3. 参数赋值之后,OB 83,将再次启动（启动事件,W#16#3267，,成功提供参数赋值，或,W#16#3968,如果故障）。模板,I/O,数据响应与插入中断后的响应相同，也就是，现在它们可能不正确。现在您可以再次调用,SFC,发送数据记录到该模板。,46,CPU,硬件故障组织块,OB84,当,CPU,的,硬件发生故障时,调用,OB84,47,CPU,硬件故障组织块,OB84,的局部数据,48,优先级故障组织块,OB85,当下列事件之一发生时，,CPU,的操作系统调用,OB85：,未下装的,OB,的启动事件（,OB81,除外）,当操作系统访问模板时故障,在由系统刷新过程映像期间,I/O,访问故障,49,优先级故障组织块,OB85,的局部数据,50,优先级故障组织块,OB85,的故障代码,51,机架故障组织块,OB86,当下列事件之一发生时，,CPU,的操作系统调用,OB86：,扩展机架故障,DP,主站系统故障,分布式,I/O,中从站故障,52,机架故障组织块,OB86,的局部数据,53,机架故障组织块,OB86,的故障代码,54,机架故障组织块,OB86,的故障代码,55,机架故障组织块,OB86,举例,进行硬件配置并下载（配置带一个,151,子站的,DP),编程介绍,读取信息并分析,步骤,56,通讯故障组织块,OB87,当导致通讯故障的事件发生时,CPU,的操作系统调用,OB87。,57,通讯故障组织块,OB87,的局部数据,58,通讯故障组织块,OB87,的故障代码,59,过程中断组织块,OB88,在一个程序块的执行被中断后,CPU,的操作系统调用,OB88。,同步故障的嵌套深度太深,块调用的嵌套深度太深,在局部数据定位中的故障,60,过程中断组织块,OB88,的局部数据,61,?,二、,CPU,中的程序错误,62,CPU,中的程序错误(导致,CPU,停机的错误）,利用,显示,CPU,信息的功能,程序错误,的排除方法,利用堆栈中断堆栈,块堆栈,局部堆栈诊断,利用,诊断缓冲器诊断,通过对故障,OB,编程,诊断,63,利用,诊断缓冲器诊断,64,通过对故障,OB,编程,诊断,OB 122,访问,错误,OB 121,程序,错误,65,编程故障组织块,OB121,当有关程序处理的故障事件发生时,66,编程故障组织块,OB121,的局部数据,67,编程故障组织块,OB121,的故障代码,68,编程故障组织块,OB121,举例,例如当,CPU,调用一未下载到,CPU,中的程序块，,CPU,会调用,OB121,通过临时变量,OB121_BLK_TYPE,可以得出出现错误的程序块。,69,I/O,访问故障组织块,OB122,当对模板的数据访问出现故障时,70,I/O,访问故障组织块,OB122,理解,I/O,访问故障,OB,的运行:,OB122,与被中断的块在同一优先级中执行,程序执行期间对,OB122,进行屏蔽和解除屏蔽：,SFC36（MSK_FLT）：,屏蔽特定的故障代码,SFC37（DMSK_FLT）：,解除被,SFC36,屏蔽的故障代码,SFC38（READ_ERR）：,读故障寄存器,71,I/O,访问故障组织块,OB122,的局部数据,72,I/O,访问故障组织块,OB122,的局部数据,73,I/O,访问故障组织块,OB122,举例,当,CPU,程序访问一未定义的,I/O,地址，,CPU,会出现,I/O,访问错误，,CPU,会调用,OB122,如果,OB122,未下载，,CPU,会报故障停机。,74,利用堆栈中断堆栈,块堆栈,局部堆栈诊断,块堆栈（,B Stack）,中包含了在停机时执行的但没有完成的所有块的清单。,中断堆栈（,I Stack）,中包含了在中断发生时刻寄存器中的内容,局部堆栈（,L Stack）,中包含了块的临时变量的值。,中断堆栈,块堆栈,局部堆栈,75,打开一个有错误的块,76,程序结构,包含错误的块,错误位置,在,I,Stack,（中断堆栈）中可以看到,当中断发生时，累加器、寄存器、,状态字等的内容,在,L,Stack,（局部堆栈）中可以看到,当中断发生时，临时变量的内容,错误位置,通过,B,Stack,（,块堆栈）可以看到,发生错误之前曾执行过的块,利用堆栈中断堆栈,块堆栈,局部堆栈诊断,77,块堆栈的内容,78,中断堆栈的内容,79,局部堆栈的内容,80,练习,:,利用堆栈信息来诊断故障,打开仿真器,下载有赋值错误的用户程序,打开块堆栈,分析诊断信息,找到有错的程序并改正,步骤,81,利用,显示,CPU,信息的功能,82,演示,:,显示,程序故障,诊断信息,打开仿真器,下载有调用错误的用户程序,使调用错误有效,查看,CPU,信息,步骤,83,CPU,中的程序错误(,逻辑,错误）,了解,“,Breakpoints,”,功能,程序逻辑错误,的排除方法,了解,“,Force,”,功能,使用,“,Monitor / Modify Variable,”,功能,读出参考数据，解释它们并用它们排除故障,84,启动,“,Monitor/Modify Variables,”,工具,85,设定,“,Monitor/Modify Variables,”,触发点,循环程序执行的开始,循环程序的结束,转换：,RUN - STOP,循环程序执行,PII,PIQ,Monitor / Modify,根据触发点,Update Status /,Modify,Values,(,一次,monitor / modify),设定触发点,86,打开变量表并建立与,CPU,的连接,组态的,CPU (,从硬件站,“,Station 2,”,来的,VAT),Station 2,直接连接的,CPU,Station 1,PG,Station 3,可访问的,CPU,87,用,“Monitor”,测试程序,88,程序状态显示信息的选择,LAD/STL/FBD,编辑器,-,Options -Customize,. 或,在运行状态：,在下面的位置点击鼠标右键,89,程序状态监视的模式,90,程序状态监视的触发点,(1),91,程序状态监视的触发点,(2),92,练习,:,电机运行监控,打开仿真器,下载用户程序,打开,Monitor/Modify Variables,用,“,Monitor,”,监控程序,步骤,93,显示参考数据,94,过滤参考数据,95,显示,程序结构,96,显示,交叉参考表,97,过滤交叉参考表,98,查找参考数据,99,利用交叉参考表修改块,100,地址定位功能,1,x,右键,101,I,Q,M,T,C,分配表,102,未使用的符号,/,无符号的地址,103,练习,:,参考数据表的使用,查看计时器、计数器的使用情况,查看,M、MB、MW、MD,重复使用的情况,排除,计时器、计数器的重复使用情况,查看数据块的使用情况及,排除数据的,重复使用情况,步骤,104,块的比较,(1),.,见下页,105,块的比较,(2),106,在停止模式修改输出,107,强制功能,108,断点调试功能,(1,),109,断点调试功能,(2,),断点,下一条指令,110,故障诊断,介绍结束,111,