Profibus診斷（技術(shù)講解）

1PROFIBUSDP簡介以及系統(tǒng)診斷2總線協(xié)議Profibus是作為德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)prEN50170的現(xiàn)場總線。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，適合于加工自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。FMS意為現(xiàn)場信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等一般自動化，而PA型則是用于過程自動化的總線類型，它遵從IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。該項技術(shù)是由西門子公司為主的十幾家德國公司、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)目前還處于制定過程之中，其傳輸技術(shù)遵從IEC1158-2(1)標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)總線供電與本質(zhì)安全防爆。

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。主站具有對總線的控制權(quán)，可主動發(fā)送信息。對多主站系統(tǒng)來說，主站之間采用令牌方式傳遞信息，得到令牌的站點可在一個事先規(guī)定的時間內(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)一周的最長時間。按Profibus的通信規(guī)范，令牌在主站之間按地址編號順序，沿上行方向進行傳遞。主站在得到控制權(quán)時，可以按主—從方式，向從站發(fā)送或索取信息，實現(xiàn)點對點通信。主站可采取對所有站點廣播(不要求應(yīng)答),或有選擇地向一組站點廣播。Profibus的傳輸速率為9.6kbps～12M最大傳輸距離為1000m，1.5Mbps時為200m，可用中繼器延長至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個站點。3PROFIBUS-DP使用主－從方式PROFIBUSDPprotocol被動站點的輪詢(從站設(shè)備)主動的站點,主站設(shè)備PLC4PROFIBUS-DP主－從原則

每一個PROFIBUS系統(tǒng)至少有一個主站

一個網(wǎng)絡(luò)上最大可有127個設(shè)備

可以有多個主站

每個從站支持最大244字節(jié)的輸入/輸出及診斷數(shù)據(jù)56多主站時令牌的傳遞7S7系統(tǒng)中的DP接口1：集成在CPU上的接口（CPU315-2DP、CPU414-3)2:通過IM(接口模板）或CP(通信處理器）插入的DP接口（IM467、CP342-5、CP443-5)主動節(jié)點可以得到令牌，可以進行編程、監(jiān)控控制8DP主站的類型1類主站：主站循環(huán)控制從站。2類主站：設(shè)備的參數(shù)化及診斷。DP從站的類型緊湊形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。9總線示例10主站之間數(shù)據(jù)交換11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)錯誤

相關(guān)

PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)錯誤

在CPU內(nèi)編程尋址的從站地址錯誤使用終端電阻的站點不能斷電，否則整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓12總線電纜安裝不正確注意進線和出線的順序13組態(tài)錯誤1，組態(tài)的模塊數(shù)量多了/少了；2，組態(tài)的模塊訂貨號不正確；3，地址錯誤；14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)會自動切斷。2，檢查可以訪問的節(jié)點。有幾個工具：通過SIMATICManager的PLC>ReachableNodes.通過Options>SetPG/PCinterface...>Diagnostics進行現(xiàn)場設(shè)備的診斷；3，如果無法找到某些節(jié)點：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；15檢查故障從站從離CPU最近的節(jié)點開始，測試時需要斷開所有網(wǎng)段的其它節(jié)點，此時將故障從站投運；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；16SFC14、SFC15的應(yīng)用DP-MasterProfibusDP通信區(qū)為3個字節(jié)或大于4個字節(jié)完整的數(shù)據(jù)時需要調(diào)用SFC14/SFC15.(變頻器PKW)3個字節(jié)或大于4個字節(jié)，數(shù)據(jù)完整性為“TOTALLENGTH”（數(shù)組變量）需要調(diào)用SFC14/15。17FC1、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)而沒有調(diào)用FC1、FC2，通信不能建立18診斷必須隨時可用安裝啟動操作過程不同階段的診斷情況19調(diào)試期間操作安裝期間PROFIBUS診斷隨時可用故障預(yù)防物理診斷使用SimaticS7進行診斷PROFIBUS系統(tǒng)20快速連接...

...簡單、快速、安全PROFIBUS!插入線按下結(jié)束剝?nèi)ソ^緣層安裝時21終端電阻單個螺釘緊固

標(biāo)準(zhǔn)的紅藍接線附加的編程口SUB-D接線檢查窗口可以通過終端電阻逐步進行調(diào)試接頭示意圖22剝線介紹23電纜安裝24首尾站點進線25中間站點連接2635°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)勢依舊35°出線的PROFIBUS接頭27使用BT200進行物理檢測檢查斷線、短路等...…無需PROFIBUS經(jīng)驗即可...離線模式28BT200測試的內(nèi)容：

斷線

短路

確定線纜長度測試PROFIBUS-DP接口(主站+從站)RS485信號驅(qū)動、內(nèi)部5V的RTS-信號從站的狀態(tài)

是否可以訪問節(jié)點多種語言29PG/PCBT200-Software工具包BT200PtPcable在PC上顯示信號測試的結(jié)果BT200的信號輸出30測試結(jié)果31自動輸入系統(tǒng)事件事件都帶有時間標(biāo)記詳細的解釋信息可以用戶自定義事件使用STEP7讀取CPU的診斷緩沖區(qū)信息S7-CPU的診斷緩沖區(qū)32使用S7/STEP7進行硬件診斷在線視圖詳細的診斷信息33可能的情況34停機模式下診斷要判斷CPU為什么進入“停機”模式，可按如下進行：1.選擇已進入停機的CPU。2.選擇菜單命令PLC＞ModuleInformation。3.選擇“DiagnosticBuffer（診斷緩沖區(qū)）”選項卡。4.你可以從診斷緩沖區(qū)中最后一項判定停機的原因。如果有編程錯誤出現(xiàn)：1.輸入項“STOPbecauseprogrammingerrorOBnotloaded”意味著，CPU已查到一個編程錯誤而且試圖啟動這個（不存在的）OB塊去處理這個編程錯誤。前一條指出了實際的編程錯誤。2.選擇與編程錯誤相關(guān)的信息。3.點擊“OpenBlock”按鈕。4.選擇“Stacks（堆棧）”選項卡。35如果由于編程錯誤或停機指令使CPU進入停機狀態(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)容為你提供哪個塊中的哪條指令引起CPU進入停機的信息。B堆棧內(nèi)容B堆?；蚍Q作塊堆棧，列出了所有停機前已經(jīng)被調(diào)用但還未完全處理完的塊。36I棧內(nèi)容當(dāng)你點擊“Istack（中斷堆棧）”的按鈕時，中斷點的數(shù)據(jù)則被顯示。I堆棧，或稱中斷堆棧包含著中斷時有效的數(shù)據(jù)或狀態(tài)，例如：?累加器內(nèi)容和寄存器內(nèi)容?

打開的數(shù)據(jù)塊和他們的大小?

狀態(tài)字的內(nèi)容?

優(yōu)先級（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)容對于每個列在B堆棧中的塊，都可以通過選擇該塊并點擊“LStack（局域堆棧）”按鈕顯示相應(yīng)的局域數(shù)據(jù)。這個L堆棧，或稱作局域數(shù)據(jù)堆棧，包含中斷時用戶程序正在工作的塊的局域數(shù)據(jù)。解釋和評估所顯示的局域數(shù)據(jù)需要更深入地系統(tǒng)知識。顯示的第一部分的數(shù)據(jù)相應(yīng)于塊中的臨時變量。嵌套堆棧內(nèi)容當(dāng)你點擊“NestingStack（嵌套堆棧）”按鈕時，顯示嵌套堆棧在斷點處的內(nèi)容。嵌套堆棧是邏輯操作A(，AN(，O(，ON(，X(和XN(使用的存儲區(qū)域。只有當(dāng)中斷時有括號操作仍在打開，該按鈕才激活。37掃描循環(huán)時間以免除時間錯誤在模板信息的“ScanCycleTime（循環(huán)掃描時間）”選項卡中可以給出有關(guān)用戶程序掃描循環(huán)時間的信息。如果最長的循環(huán)時間接近組態(tài)的最大掃描循環(huán)時間，就會存在由于循環(huán)時間的波動引起時間錯誤的危險。如果你延長用戶程序的最大循環(huán)時間（監(jiān)控時間）則可以避免這種危險。如果循環(huán)長度短于組態(tài)的最小循環(huán)時間，則由CPU/FM自動延長循環(huán)至組態(tài)的最小循環(huán)時間。設(shè)置掃描循環(huán)時間當(dāng)你組態(tài)硬件時，可以設(shè)置最大和最小循環(huán)時間。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)/時鐘存儲器）”選項卡中輸入適當(dāng)?shù)闹怠?8使用RS485repeater和在線診斷工具進行診斷使用診斷Repeater進行診斷39診斷Repeater確定總線的拓撲結(jié)構(gòu)

在STEP7/COMPROFIBUS上進行診斷

在診斷Repeater中繼器內(nèi)存儲拓撲結(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

診斷中繼器通過測量信號反射的情況，確定故障的位置和類型并且以標(biāo)準(zhǔn)診斷的形式匯報故障信息40…使用PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)機制…自動波特率檢測9,6kBaud

到12MBaud…集成的Repeater功能Segment2Segment3Segment1Segment4...最多可以串連9個中繼器…使用兩個診斷中繼器的系統(tǒng)DRDR…最大31從站/段

62從站使用診斷Repeater進行在線診斷41...使用STEP7...使用COMPROFIBUS顯示故障的位置(圖示):

在節(jié)點X和Y之間到節(jié)點X和Y的距離顯示可能的故障類型：

斷線...可能的解決方案：

例如：打上診斷電阻細節(jié)：

附加的故障信息在線診斷42顯示拓撲結(jié)構(gòu)拓撲信息節(jié)點(Master,Slaves,DRs)節(jié)點到診斷中繼器的距離DR(m)“Goto“選擇節(jié)點使用STEP7或者用戶程序讀出拓撲結(jié)構(gòu)選項

顯示/隱藏總線段

標(biāo)記節(jié)點43診斷信息DetailanzeigezumselektiertenEreignis(Ereigniskommend):診斷緩沖區(qū)保持上10個診斷信息

帶時間標(biāo)記(日期與時間)

簡單的診斷信息時間的解釋

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44自動從PLC向HMI系統(tǒng)匯報信息PROFIBUSHMISPSSlavePGPC從站診斷自動向HMI-System輸出消息S7-DataError-InfoHMI-Data診斷信息顯示45總線拓撲1波特率（KBit/s）9.6~187.550015003000~12000總線長度

（米）1000400200100選用西門子中繼器最多可以串連9個46?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CP342-547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存儲從站的診斷信息，如果只想讀出故障從站的站號，則只是使用FB125即可，無需對FB125的輸入輸出賦值。而從站的信息會自動的存儲在背景數(shù)據(jù)塊中。4849FC3FB125不能診斷CP342-5，此時，可以使用FC3診斷CP342-5。具體使用方法可以見幫助文件。50使用通信處理器進行診斷51在此畫面下，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52診斷事件下列事項將作為診斷事件顯示，例如：?

模板上的內(nèi)部和外部錯誤?

CPU中的系統(tǒng)錯誤?

操作模式改變（如，從RUN到STOP）?

用戶程序中的錯誤?

插入/移走模板在存儲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)還可在晚些時候?qū)ο到y(tǒng)錯誤進行分析，查找停機原因并對出現(xiàn)的每個診斷事件分類5354故障處理過程55時間錯誤（OB80）當(dāng)有時間錯誤出現(xiàn)時CPU的操作系統(tǒng)調(diào)用OB80。時間錯誤包括以下，如：?

超過最大循環(huán)時間?

處理優(yōu)先級時延遲太多,等56電源故障OB815758如何在OB81中讀錯誤代碼：?

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

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

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

如果錯誤代碼符合“電池故障”代碼，程序跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)標(biāo)號并激活輸出“batteryerror”。否則結(jié)束該塊。59診斷中斷（OB82）說明對于一個有診斷能力的模板，如果你使能了它的診斷中斷，當(dāng)它檢測到錯誤，以及錯誤消除時CPU的操作系統(tǒng)會調(diào)用OB82。（該OB在事件到來和離去時都會被調(diào)用）。編程OB82必須用STEP7在你的S7程序中將OB82作為一個對象生成。在生成的塊中編寫要在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：?

要評估OB82的起動信息。?

要獲得與已出現(xiàn)的錯誤有關(guān)的更確切的診斷信息。當(dāng)一個診斷中斷被觸發(fā)時，有問題的模板自動地在診斷中斷OB的起動信息和診斷緩沖區(qū)中存入4個字節(jié)的診斷數(shù)據(jù)及其起始地址。這就為你提供了錯誤何時出現(xiàn)以及出現(xiàn)在哪個模板上的信息。60在OB82中編寫合適的程序，你可以進一步地評估模板的診斷數(shù)據(jù)（哪個通道出錯，出現(xiàn)的是哪種錯誤）。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)送一個用戶定義的診斷報文到監(jiān)控設(shè)備。如果沒有編寫OB82，當(dāng)診斷中斷被觸發(fā)時CPU轉(zhuǎn)為STOP模式。61

編程順序錯誤（OB85）說明CPU的操作系統(tǒng)調(diào)用OB85：?

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

當(dāng)訪問一個系統(tǒng)功能塊的背景數(shù)據(jù)塊時出錯。?

當(dāng)刷新過程映象表時出錯（模板不存在或出故障）。編程OB85必須用STEP7在你的S7程序中將OB85作為一個對象生成。在生成的塊中編寫要在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：?

要評估OB85的起動信息和判定哪個模板損壞或沒插入（指定模板的起始地址）。?

用SFC49LGCGADR查找相關(guān)模板所在的槽。如果沒有編寫OB85，當(dāng)