PROFIBUS DP系統(tǒng)診斷（工程師培訓(xùn)）

PROFIBUSDP系統(tǒng)診斷所屬班組：xx匯報(bào)人：XX、XX2總線協(xié)議Profibus是作為德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)prEN50170的現(xiàn)場(chǎng)總線。ISO/OSI模型也是它的參考模型。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA組成了Profibus系列。DP型用于分散外設(shè)間的高速傳輸，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。FMS意為現(xiàn)場(chǎng)信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開(kāi)關(guān)等一般自動(dòng)化，而PA型則是用于過(guò)程自動(dòng)化的總線類(lèi)型，它遵從IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)是由西門(mén)子公司為主的十幾家德國(guó)公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，由這兩部分形成了其標(biāo)準(zhǔn)第一部分的子集，DP型隱去了3～7層，而增加了直接數(shù)據(jù)連接擬合作為用戶(hù)接口，F(xiàn)MS型只隱去第3～6層，采用了應(yīng)用層，作為標(biāo)準(zhǔn)的第二部分。PA型的標(biāo)準(zhǔn)目前還處于制定過(guò)程之中，其傳輸技術(shù)遵從IEC1158-2(1)標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)總線供電與本質(zhì)安全防爆。

3總線協(xié)議

Porfibus支持主—從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。主站具有對(duì)總線的控制權(quán)，可主動(dòng)發(fā)送信息。對(duì)多主站系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主站之間采用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點(diǎn)可在一個(gè)事先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)擁有總線控制權(quán)，共事先規(guī)定好令牌在各主站中循環(huán)一周的最長(zhǎng)時(shí)間。按Profibus的通信規(guī)范，令牌在主站之間按地址編號(hào)順序，沿上行方向進(jìn)行傳遞。主站在得到控制權(quán)時(shí)，可以按主—從方式，向從站發(fā)送或索取信息，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。主站可采取對(duì)所有站點(diǎn)廣播(不要求應(yīng)答),或有選擇地向一組站點(diǎn)廣播。Profibus的傳輸速率為9.6kbps～12M最大傳輸距離為1000m，1.5Mbps時(shí)為200m，可用中繼器延長(zhǎng)至10km。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可掛接127個(gè)站點(diǎn)。4PROFIBUS-DP使用主－從方式PROFIBUSDPprotocol被動(dòng)站點(diǎn)的輪詢(xún)(從站設(shè)備)主動(dòng)的站點(diǎn),主站設(shè)備PLC5PROFIBUS-DP主－從原則

每一個(gè)PROFIBUS系統(tǒng)至少有一個(gè)主站

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上最大可有127個(gè)設(shè)備

可以有多個(gè)主站

每個(gè)從站支持最大244字節(jié)的輸入/輸出及診斷數(shù)據(jù)67多主站時(shí)令牌的傳遞8S7系統(tǒng)中的DP接口1：集成在CPU上的接口（CPU315-2DP、CPU414-3)2:通過(guò)IM(接口模板）或CP(通信處理器）插入的DP接口（IM467、CP342-5、CP443-5)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以得到令牌，可以進(jìn)行編程、監(jiān)控控制SFAEKuangSheng9DP主站的類(lèi)型1類(lèi)主站：主站循環(huán)控制從站。2類(lèi)主站：設(shè)備的參數(shù)化及診斷。DP從站的類(lèi)型緊湊形DP從站：DP從站輸入和輸出區(qū)不能更改,如

ET200B.模塊化DP從站：DP從站輸入和輸出區(qū)可以更改,如

ET200M等.智能DP從站：DP從站是CPU站。SFAEKuangSheng10總線示例11主站之間數(shù)據(jù)交換SFAEKuangSheng12可能的故障布線不正確/總線電纜安裝不正確DP主站以及DP從站組態(tài)錯(cuò)誤

相關(guān)

PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)錯(cuò)誤

在CPU內(nèi)編程尋址的從站地址錯(cuò)誤使用終端電阻的站點(diǎn)不能斷電，否則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓總線電纜安裝不正確注意進(jìn)線和出線的順序14組態(tài)錯(cuò)誤1，組態(tài)的模塊數(shù)量多了/少了；2，組態(tài)的模塊訂貨號(hào)不正確；3，地址錯(cuò)誤；15檢查的方法1，首先檢查PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的物理配置，所有連接的設(shè)備是否以及供電?所有從站的地址設(shè)置是否正確？不能有重復(fù)的地址。各個(gè)總線段之間的距離是否滿足相應(yīng)波特率的要求?最后一個(gè)總線段的診斷電阻是否以及打上?比如診斷電阻打上，則以后的網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)切斷。2，檢查可以訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)。有幾個(gè)工具：通過(guò)SIMATICManager的PLC>ReachableNodes.通過(guò)Options>SetPG/PCinterface...>Diagnostics進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的診斷；3，如果無(wú)法找到某些節(jié)點(diǎn)：編程器是否已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)上?檢查CPU的接口是否有故障：

從CPU上拔下所有的總線插頭，然后把編程器插頭直接插到CPU上。通過(guò)MPI接口讀取CPU信息；檢查CPU的PROFIBUS參數(shù)以及PROFIBUS卡是否有故障；16檢查故障從站從離CPU最近的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，測(cè)試時(shí)需要斷開(kāi)所有網(wǎng)段的其它節(jié)點(diǎn)，此時(shí)將故障從站投運(yùn)；從站是否已經(jīng)上電?從站的PROFIBUS連接是否正確?組態(tài)從站檢查PROFIBUS組態(tài)和可用的PROFIBUS地址是否一致；將組態(tài)下載到CPU中；后檢查各個(gè)從站的LED顯示；檢查CPU的診斷緩沖區(qū)；通訊編程根據(jù)使用的CP的不同使用相應(yīng)的系統(tǒng)功能塊或者功能塊；注意不同的CP需要使用不同的通訊FC；始終使用最新的FC；SFC14、SFC15的應(yīng)用DP通信區(qū)為3個(gè)字節(jié)或大于4個(gè)字節(jié)完整的數(shù)據(jù)時(shí)需要調(diào)用SFC14/SFC15.(變頻器PKW)3個(gè)字節(jié)或大于4個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)完整性為“TOTALLENGTH”（數(shù)組變量）需要調(diào)用SFC14/15。18FC1、FC2的作用FC1（DP_SEND)、FC2(DP_RECV)是CP342-5作為主站和從站的通信功能塊。只組態(tài)而沒(méi)有調(diào)用FC1、FC2，通信不能建立SFAEKuangSheng19診斷必須隨時(shí)可用安裝啟動(dòng)操作過(guò)程不同階段的診斷情況20調(diào)試期間操作安裝期間PROFIBUS診斷隨時(shí)可用故障預(yù)防物理診斷使用SimaticS7進(jìn)行診斷PROFIBUS系統(tǒng)SFAEKuangSheng21快速連接...

...簡(jiǎn)單、快速、安全PROFIBUS!插入線按下結(jié)束剝?nèi)ソ^緣層安裝時(shí)22終端電阻單個(gè)螺釘緊固

標(biāo)準(zhǔn)的紅藍(lán)接線附加的編程口SUB-D接線檢查窗口可以通過(guò)終端電阻逐步進(jìn)行調(diào)試接頭示意圖23剝線介紹SFAEKuangSheng24電纜安裝25首尾站點(diǎn)進(jìn)線26中間站點(diǎn)連接SFAEKuangSheng2735°出線可以方便應(yīng)用于S7-400PLC以及CP上可以帶或者不帶sub-d接頭其它快速連接的優(yōu)勢(shì)依舊35°出線的PROFIBUS接頭28使用BT200進(jìn)行物理檢測(cè)檢查斷線、短路等...…無(wú)需PROFIBUS經(jīng)驗(yàn)即可...離線模式SFAEKuangSheng29BT200測(cè)試的內(nèi)容：

斷線

短路

確定線纜長(zhǎng)度測(cè)試PROFIBUS-DP接口(主站+從站)RS485信號(hào)驅(qū)動(dòng)、內(nèi)部5V的RTS-信號(hào)從站的狀態(tài)

是否可以訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)多種語(yǔ)言SFAEKuangSheng30PG/PCBT200-Software工具包BT200PtPcable在PC上顯示信號(hào)測(cè)試的結(jié)果BT200的信號(hào)輸出SFAEKuangSheng31測(cè)試結(jié)果SFAEKuangSheng32自動(dòng)輸入系統(tǒng)事件事件都帶有時(shí)間標(biāo)記詳細(xì)的解釋信息可以用戶(hù)自定義事件使用STEP7讀取CPU的診斷緩沖區(qū)信息S7-CPU的診斷緩沖區(qū)SFAEKuangSheng33使用S7/STEP7進(jìn)行硬件診斷在線視圖詳細(xì)的診斷信息SFAEKuangSheng34可能的情況SFAEKuangSheng35停機(jī)模式下診斷要判斷CPU為什么進(jìn)入“停機(jī)”模式，可按如下進(jìn)行：1.選擇已進(jìn)入停機(jī)的CPU。2.選擇菜單命令PLC＞ModuleInformation。3.選擇“DiagnosticBuffer（診斷緩沖區(qū)）”選項(xiàng)卡。4.你可以從診斷緩沖區(qū)中最后一項(xiàng)判定停機(jī)的原因。如果有編程錯(cuò)誤出現(xiàn)：1.輸入項(xiàng)“STOPbecauseprogrammingerrorOBnotloaded”意味著，CPU已查到一個(gè)編程錯(cuò)誤而且試圖啟動(dòng)這個(gè)（不存在的）OB塊去處理這個(gè)編程錯(cuò)誤。前一條指出了實(shí)際的編程錯(cuò)誤。2.選擇與編程錯(cuò)誤相關(guān)的信息。3.點(diǎn)擊“OpenBlock”按鈕。4.選擇“Stacks（堆棧）”選項(xiàng)卡。SFAEKuangSheng36如果由于編程錯(cuò)誤或停機(jī)指令使CPU進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。你可以用“IStack（中斷堆棧）”“LStacks（局域堆棧）”和“NestingStack（嵌套堆棧）”按鈕顯示這些堆棧中的內(nèi)容。堆棧內(nèi)容為你提供哪個(gè)塊中的哪條指令引起CPU進(jìn)入停機(jī)的信息。B堆棧內(nèi)容B堆棧或稱(chēng)作塊堆棧，列出了所有停機(jī)前已經(jīng)被調(diào)用但還未完全處理完的塊。SFAEKuangSheng37I棧內(nèi)容當(dāng)你點(diǎn)擊“Istack（中斷堆棧）”的按鈕時(shí)，中斷點(diǎn)的數(shù)據(jù)則被顯示。I堆棧，或稱(chēng)中斷堆棧包含著中斷時(shí)有效的數(shù)據(jù)或狀態(tài)，例如：?累加器內(nèi)容和寄存器內(nèi)容?

打開(kāi)的數(shù)據(jù)塊和他們的大小?

狀態(tài)字的內(nèi)容?

優(yōu)先級(jí)（嵌套層次）?

中斷的塊?

中斷后程序?qū)⒗^續(xù)處理的塊L堆棧內(nèi)容對(duì)于每個(gè)列在B堆棧中的塊，都可以通過(guò)選擇該塊并點(diǎn)擊“LStack（局域堆棧）”按鈕顯示相應(yīng)的局域數(shù)據(jù)。這個(gè)L堆棧，或稱(chēng)作局域數(shù)據(jù)堆棧，包含中斷時(shí)用戶(hù)程序正在工作的塊的局域數(shù)據(jù)。解釋和評(píng)估所顯示的局域數(shù)據(jù)需要更深入地系統(tǒng)知識(shí)。顯示的第一部分的數(shù)據(jù)相應(yīng)于塊中的臨時(shí)變量。嵌套堆棧內(nèi)容當(dāng)你點(diǎn)擊“NestingStack（嵌套堆棧）”按鈕時(shí)，顯示嵌套堆棧在斷點(diǎn)處的內(nèi)容。嵌套堆棧是邏輯操作A(，AN(，O(，ON(，X(和XN(使用的存儲(chǔ)區(qū)域。只有當(dāng)中斷時(shí)有括號(hào)操作仍在打開(kāi)，該按鈕才激活。SFAEKuangSheng38掃描循環(huán)時(shí)間以免除時(shí)間錯(cuò)誤在模板信息的“ScanCycleTime（循環(huán)掃描時(shí)間）”選項(xiàng)卡中可以給出有關(guān)用戶(hù)程序掃描循環(huán)時(shí)間的信息。如果最長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間接近組態(tài)的最大掃描循環(huán)時(shí)間，就會(huì)存在由于循環(huán)時(shí)間的波動(dòng)引起時(shí)間錯(cuò)誤的危險(xiǎn)。如果你延長(zhǎng)用戶(hù)程序的最大循環(huán)時(shí)間（監(jiān)控時(shí)間）則可以避免這種危險(xiǎn)。如果循環(huán)長(zhǎng)度短于組態(tài)的最小循環(huán)時(shí)間，則由CPU/FM自動(dòng)延長(zhǎng)循環(huán)至組態(tài)的最小循環(huán)時(shí)間。設(shè)置掃描循環(huán)時(shí)間當(dāng)你組態(tài)硬件時(shí)，可以設(shè)置最大和最小循環(huán)時(shí)間。要做這一步，雙擊組態(tài)表離線視窗中的CPU/FM定義它的特性。你可以在“Cycle/ClockMemory（循環(huán)/時(shí)鐘存儲(chǔ)器）”選項(xiàng)卡中輸入適當(dāng)?shù)闹怠FAEKuangSheng39使用RS485repeater和在線診斷工具進(jìn)行診斷使用診斷Repeater進(jìn)行診斷40診斷Repeater確定總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在

STEP7/COMPROFIBUS上進(jìn)行診斷

在診斷Repeater中繼器內(nèi)存儲(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Slave-distance

StartTopology-Determination總線段2總線段1總線段3S7-CPUSTEP7COMPROFIBUS45678320總線上出現(xiàn)故障

診斷中繼器通過(guò)測(cè)量信號(hào)反射的情況，確定故障的位置和類(lèi)型并且以標(biāo)準(zhǔn)診斷的形式匯報(bào)故障信息41…使用PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制…自動(dòng)波特率檢測(cè)9,6kBaud到12MBaud…集成的Repeater功能Segment2Segment3Segment1Segment4...最多可以串連9個(gè)中繼器…使用兩個(gè)診斷中繼器的系統(tǒng)DRDR…最大31從站/段

62從站使用診斷Repeater進(jìn)行在線診斷SFAEKuangSheng42...使用STEP7...使用COMPROFIBUS顯示故障的位置(圖示):

在節(jié)點(diǎn)X和Y之間到節(jié)點(diǎn)X和Y的距離顯示可能的故障類(lèi)型：

斷線...可能的解決方案：

例如：打上診斷電阻細(xì)節(jié)：

附加的故障信息在線診斷SFAEKuangSheng43顯示拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)湫畔⒐?jié)點(diǎn)(Master,Slaves,DRs)節(jié)點(diǎn)到診斷中繼器的距離DR(m)“Goto“選擇節(jié)點(diǎn)使用STEP7或者用戶(hù)程序讀出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選項(xiàng)

顯示/隱藏總線段

標(biāo)記節(jié)點(diǎn)44診斷信息DetailanzeigezumselektiertenEreignis(Ereigniskommend):診斷緩沖區(qū)保持上10個(gè)診斷信息

帶時(shí)間標(biāo)記(日期與時(shí)間)

簡(jiǎn)單的診斷信息時(shí)間的解釋

位置

原因

采取的措施選擇DP1...DP3使用STEP7讀取緩沖區(qū)的信息選擇事件45自動(dòng)從PLC向HMI系統(tǒng)匯報(bào)信息PROFIBUSHMISPSSlavePGPC從站診斷自動(dòng)向HMI-System輸出消息S7-DataError-InfoHMI-Data診斷信息顯示SFAEKuangSheng46總線拓?fù)?波特率（KBit/s）9.6~187.550015003000~12000總線長(zhǎng)度（米）1000400200100選用西門(mén)子中繼器最多可以串連9個(gè)SFAEKuangSheng47?Diagnosticbundle“AccesstoFB-InfoPLC-programFB/DB125NodeoverviewDetailviewSlave-Nr:Module:Channel-No:DP-Master:Channelerror:okfailedState:1541ShortcircuitfaultyfaultChangetoDetailviewHMISingleDiagNextSlaveNextErrorButtons1413121110987654321診斷功能塊FB125可以診斷CPU的集成DP接口、CP443-5、IM467，但是不包括CP342-548背景數(shù)據(jù)塊的信息在OP80的程序中，使用背景數(shù)據(jù)塊DB200存儲(chǔ)從站的診斷信息，如果只想讀出故障從站的站號(hào)，則只是使用FB125即可，無(wú)需對(duì)FB125的輸入輸出賦值。而從站的信息會(huì)自動(dòng)的存儲(chǔ)在背景數(shù)據(jù)塊中。4950FC3FB125不能診斷CP342-5，此時(shí)，可以使用FC3診斷CP342-5。具體使用方法可以見(jiàn)幫助文件。SFAEKuangSheng51使用通信處理器進(jìn)行診斷SFAEKuangSheng52在此畫(huà)面下，選擇監(jiān)視方式，可以查看系統(tǒng)內(nèi)的主站以及從站的信息53診斷事件下列事項(xiàng)將作為診斷事件顯示，例如：?

模板上的內(nèi)部和外部錯(cuò)誤?

CPU中的系統(tǒng)錯(cuò)誤?

操作模式改變（如，從RUN到STOP）?

用戶(hù)程序中的錯(cuò)誤?

插入/移走模板在存儲(chǔ)器全清后診斷緩存區(qū)中的內(nèi)容仍然保留。使用診斷緩沖區(qū)還可在晚些時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)錯(cuò)誤進(jìn)行分析，查找停機(jī)原因并對(duì)出現(xiàn)的每個(gè)診斷事件分類(lèi)SFAEKuangSheng54SFAEKuangSheng55故障處理過(guò)程56時(shí)間錯(cuò)誤（OB80）當(dāng)有時(shí)間錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí)CPU的操作系統(tǒng)調(diào)用OB80。時(shí)間錯(cuò)誤包括以下，如：?

超過(guò)最大循環(huán)時(shí)間?

處理優(yōu)先級(jí)時(shí)延遲太多,等SFAEKuangSheng57電源故障OB81SFAEKuangSheng58SFAEKuangSheng59如何在OB81中讀錯(cuò)誤代碼：?

OB81中的錯(cuò)誤代碼（OB81FLTID）被讀出并與事件“電池沒(méi)電”（B#16#3921）的數(shù)值作比較。?

如果錯(cuò)誤代碼符合“（batteryexhausted）電池沒(méi)電”的代碼，程序則跳到相應(yīng)指令并激活輸出batteryerror。?

如果錯(cuò)誤代碼與“（batteryexhausted）電池沒(méi)電”的代碼不符，程序則將錯(cuò)誤代碼與“電池故障”的代碼作比較。?

如果錯(cuò)誤代碼符合“電池故障”代碼，程序跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)標(biāo)號(hào)并激活輸出“

batteryerror”。否則結(jié)束該塊。SFAEKuangSheng60診斷中斷（OB82）說(shuō)明對(duì)于一個(gè)有診斷能力的模板，如果你使能了它的診斷中斷，當(dāng)它檢測(cè)到錯(cuò)誤，以及錯(cuò)誤消除時(shí)CPU的操作系統(tǒng)會(huì)調(diào)用OB82。（該OB在事件到來(lái)和離去時(shí)都會(huì)被調(diào)用）。編程O(píng)B82必須用STEP7在你的S7程序中將OB82作為一個(gè)對(duì)象生成。在生成的塊中編寫(xiě)要在OB82中執(zhí)行的程序，并將此程序下載到CPU中。例如，你可為以下目的使用OB82：?

要評(píng)估OB82的起動(dòng)信息。?

要獲得與已出現(xiàn)的錯(cuò)誤有關(guān)的更確切的診斷信息。當(dāng)一個(gè)診斷中斷被觸發(fā)時(shí)，有問(wèn)題的模板自動(dòng)地在診斷中斷OB的起動(dòng)信息和診斷緩沖區(qū)中存入4個(gè)字節(jié)的診斷數(shù)據(jù)及其起始地址。這就為你提供了錯(cuò)誤何時(shí)出現(xiàn)以及出現(xiàn)在哪個(gè)模板上的信息。SFAEKuangSheng61在OB82中編寫(xiě)合適的程序，你可以進(jìn)一步地評(píng)估模板的診斷數(shù)據(jù)（哪個(gè)通道出錯(cuò)，出現(xiàn)的是哪種錯(cuò)誤）。使用SFC51RDSYSST可以讀出模板的診斷數(shù)據(jù)，用SFC52WRUSRMSG可以將這些信息存入診斷緩沖區(qū)。你也可以發(fā)送一個(gè)用戶(hù)定義的診斷報(bào)文到監(jiān)控設(shè)備。如果沒(méi)有編寫(xiě)OB82，當(dāng)診斷中斷被觸發(fā)時(shí)CPU轉(zhuǎn)為STOP模式。SFAEKuangSheng62

編程順序錯(cuò)誤（OB85）說(shuō)明CPU的操作系統(tǒng)調(diào)用OB85：?

當(dāng)一個(gè)中斷OB的起動(dòng)事件存在，但該OB塊由于沒(méi)有下載到CPU而不能被執(zhí)行時(shí)。?

當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)系統(tǒng)功能塊的背景數(shù)據(jù)塊時(shí)出錯(cuò)。?

當(dāng)刷新過(guò)程映象表時(shí)出錯(cuò)（模板不存在或出故障）。編程O(píng)B85必須用STEP7在你的S7程序中將OB85作為一個(gè)對(duì)象生成。在生成的塊中編寫(xiě)要在OB85中執(zhí)行的程序并將此程序下載到CPU。例如，你可以為以下目的使用OB85：?

要評(píng)估OB85的起動(dòng)信息和判定哪個(gè)模板損壞或沒(méi)插入（指定模板的起始地址）。?

用SFC49LGCGADR查找相關(guān)模板所在的槽。如果