西门子PLC故障诊断简易教程ppt课件.ppt

SIMATIC STEP7 SIMATIC STEP7 高级培训高级培训-故障诊断2学习了本章之后，你将学习了本章之后，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3由系统检测出的故障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:CPUSTOP)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4由系统检测出的故障由系统检测出的故障:基本规则基本规则:CPU 处于处于 STOP诊断工具诊断工具:模板信息模板信息-诊断缓冲区诊断缓冲区-中断堆栈中断堆栈-块堆栈块堆栈-局部堆栈局部堆栈 硬件诊断硬件诊断故障故障功能故障功能故障:基本规则基本规则:CPU 处于处于 RUN(过程故障,例如断线)(逻辑编程错误，象双重赋值)调试工具调试工具:使能外设输出使能外设输出(修改输出修改输出)监视监视/修改变量修改变量 监视块监视块(块状态块状态)参考数据参考数据-交叉参考交叉参考-I/Q/M/T/C分配表分配表-程序结构程序结构-无符号的地址无符号的地址-未使用的符号未使用的符号故障的级别5系统诊断概述CPUI/Q 模块模块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6组织块诊断中断OB 81 电源故障电源故障OB 82 诊断中断组织块OB 83 插拔模块中断程序插拔模块中断程序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 访问错误错误OB 88 过程中断7一、利用一、利用LEDLED诊断诊断 CPU的一般状态和报告出错的LED 指示DP接口故障的LED 8S7-300S7-300的的LEDLED CPU 315-2DPCPU 315-2DP的一般的一般LEDLEDLED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）5VDC电源CPU和S7-300总线的内部5VDC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 2HZ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STOPLED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。9CPU 31x-2 DPCPU 31x-2 DP的的DPDP接口的接口的LEDLED 在在“DPDP主站主站”模式下模式下CPU 31x-2DPCPU 31x-2DP的的LEDLED SF DPBUSF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10CPU 31x-2 DPCPU 31x-2 DP的的DPDP接口的接口的LEDLED “DPDP从站从站”模式下模式下CPU31x-2DPCPU31x-2DP的的LEDLED SFDPBUSF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11带带DPDP接口的接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的的LED LED CPUDP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RUNSTOP（黄色）运行状态STOP12带带DPDP接口的接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的的LED LED 带带DPDP主站接口的主站接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的的LEDLEDLED含义RUNSTOPCRST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(0.5Hz)点亮熄灭通过PG测试功能触发HOLD状态闪烁(2Hz)点亮点亮执行予热起动闪烁(2Hz)点亮熄灭执行热再起动无关闪烁(0.5Hz)无关CPU请求完全复位（冷）无关闪烁(2Hz)无关完全复位（冷）运行13带带DPDP接口的接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的的LED LED 用于带用于带DPDP接口的接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的出错和特殊功能的的出错和特殊功能的LEDLED LED含义INTFEXTFFRCE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。14带带DPDP接口的接口的S7-400 CPUS7-400 CPU的的LED LED S7-400 DPS7-400 DP接口的接口的LED LED LED含义 DP INTFDP EXTFBUSF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）15DPDP从站的从站的LED LED ET200B 16DI/16DOET200B 16DI/16DO模块的状态和出错指示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24VDC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：+15.5V，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：+15.5V，信号二极管熄灭）16DPDP从站的从站的LED LED ET 200M/IM153-2ET 200M/IM153-2模块的状态和出错模块的状态和出错LED 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24VDC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24V DC开关检查配置和参数集17DPDP从站的从站的LED LED ET 200M/IM153-2ET 200M/IM153-2模块的状态和出错模块的状态和出错LEDLED（续）续）LEDON 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18故障的类型硬件错误-CPU或模板中的错误CPU中的程序错误19一、系统硬件错误CPU20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21利用模块信息:“诊断缓冲器”功能诊断22调用“模块信息”工具23解释错误信息24显示硬件诊断信息twice25练习1:显示诊断信息1.打开仿真器2.下载用户程序3.打开诊断缓冲器4.在仿真器中转换模式开关5.分析诊断信息步骤26练习2:显示硬件诊断信息1.打开仿真器2.下载用户程序3.打开硬件配置并切换到在线状态4.打开输入模块属性5.分析诊断信息步骤27利用“显示CPU信息”功能诊断28演示:显示CPU信息1.在SIMATIC管理器中打开CPU Messages2.在窗口“Customize-CPU Messages”中激活项目前的“W”选项3.用钥匙开关将CPU切换为停机状态，然后观察PG的反应步骤结果结果 停机时弹出信息窗口。29通过对故障OB编程诊断OB 81 电源故障电源故障OB 82 诊断中断OB 83 插拔模块中断程序插拔模块中断程序OB 84 CPU 硬件故障OB 85 优先级故障OB 86 机架故障机架故障OB 87 通讯故障OB 80 时间故障OB 88 过程中断30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。31变量变量数据类型数据类型描述描述OB80_EV_CLASSOB80_EV_CLASSBYTE中断类别和标识符：中断类别和标识符：B#16#38=离去的事件离去的事件B#16#39=到来的事件到来的事件OB80_FLT_IDBYTEB#16#42=出错代码出错代码OB80_PRIORITYBYTE优优先先权权等等级级“26”（RUN运运行行状状态态缺缺省省值值）或或“28”（STARTUP运行状态）运行状态）OB80_OB_NUMBRBYTEOB-号（号（82）OB80_RESERVED_1BYTE保留保留OB80_RESERVED_2BYTEB#16#54=输入模块输入模块B#16#55=输出模块输出模块OB80_ERROR_INFOOB80_ERROR_INFOWORD发生故障的模块的逻辑基准地址发生故障的模块的逻辑基准地址时间故障OB80 的局部数据32故障代码故障代码位位含意含意B#16#01B#16#01循环时间超出循环时间超出B#16#02B#16#02调用的调用的OB OB 仍在执行仍在执行B#16#05B#16#05由于向前移动时间日期跳过时间中断由于向前移动时间日期跳过时间中断B#16#06B#16#06HOLD HOLD 之后返回之后返回RUN RUN 日期跳过时间中断日期跳过时间中断B#16#07B#16#07当前优先级的当前优先级的OB OB 请求缓冲区溢出请求缓冲区溢出B#16#08B#16#08同步循环中断时间故障同步循环中断时间故障B#16#09B#16#09由于高中断装载中断丢失由于高中断装载中断丢失时间故障OB80 的故障代码33电源故障OB81电源（仅对S7-400）故障后备电池故障34电源故障OB81 的局部数据35电源故障OB81 的故障代码36扩展机架后备电池故障37演示:评价一个电池错误 步骤 操作 结果错误处理块OB81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使用使用OB81_EV_CLASSOB81_EV_CLASS和和OB81_FLT_IDOB81_FLT_ID 判断电池故障判断电池故障38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）39诊断中断组织块OB82的局部数据40模拟输入模块断线+276480诊断中断组织块OB82硬件组态硬件组态:模拟模块的属性41诊断中断组织块OB82模拟模块的配置42演示:模拟量模块的故障编程1.进行硬件配置并下载2.编程介绍步骤43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44模板插/拔中断组织块OB83的局部数据45模板插/拔中断组织块OB83的故障代码46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。47CPU 硬件故障组织块OB84当CPU的硬件发生故障时调用OB8448CPU 硬件故障组织块OB84的局部数据49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50优先级故障组织块OB85的局部数据51优先级故障组织块OB85的故障代码52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53机架故障组织块OB86的局部数据54机架故障组织块OB86的故障代码55机架故障组织块OB86的故障代码56机架故障组织块OB86举例1.进行硬件配置并下载（配置带一个151子站的DP)2.编程介绍3.读取信息并分析步骤57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。58通讯故障组织块OB87的局部数据59通讯故障组织块OB87的故障代码60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61过程中断组织块OB88的局部数据62?二、CPU中的程序错误63CPU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64利用诊断缓冲器诊断65通过对故障OB编程诊断OB 122 访问错误错误OB 121 程序错误错误66编程故障组织块OB121当有关程序处理的故障事件发生时67编程故障组织块OB121的局部数据68编程故障组织块OB121的故障代码69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。70I/O 访问故障组织块OB122当对模板的数据访问出现故障时71I/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72I/O 访问故障组织块OB122的局部数据73I/O 访问故障组织块OB122的局部数据74I/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。75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76打开一个有错误的块77程序结构程序结构包含错误的块包含错误的块错误位置错误位置在 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 LStack（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错误位置通过BStack（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78块堆栈的内容79中断堆栈的内容80局部堆栈的内容81练习:利用堆栈信息来诊断故障1.打开仿真器2.下载有赋值错误的用户程序3.打开块堆栈分析诊断信息4.找到有错的程序并改正步骤82利用显示CPU信息的功能83演示:显示程序故障诊断信息1.打开仿真器2.下载有调用错误的用户程序3.使调用错误有效4.查看CPU信息步骤84CPU中的程序错误(逻辑逻辑错误）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85启动“Monitor/Modify Variables”工具86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PIIPIQMonitor/Modify根据触发点Update Status/Modify Values(一次monitor/modify)设定触发点87打开变量表并建立与CPU的连接组态的组态的CPU(从硬件站从硬件站“Station 2”来的来的VAT)Station 2直接连接的直接连接的CPUStation 1PGStation 3可访问的可访问的 CPU88用“Monitor”测试程序89程序状态显示信息的选择LAD/STL/FBD 编辑器编辑器-Options-Customize .或或 在运行状态：在运行状态：在下面的位置点击鼠标右键在下面的位置点击鼠标右键90程序状态监视的模式91程序状态监视的触发点(1)92程序状态监视的触发点(2)93练习:电机运行监控1.打开仿真器2.下载用户程序3.打开Monitor/Modify Variables4.用“Monitor”监控程序步骤94显示参考数据95过滤参考数据96显示程序结构97显示交叉参考表98过滤交叉参考表99查找参考数据100利用交叉参考表修改块101地址定位功能1x右键右键102I,Q,M,T,C分配表103未使用的符号/无符号的地址104练习:参考数据表的使用1.查看计时器、计数器的使用情况2.查看M、MB、MW、MD重复使用的情况3.排除计时器、计数器的重复使用情况4.查看数据块的使用情况及排除数据的重复使用情况步骤105块的比较(1).见下页见下页106块的比较(2)107在停止模式修改输出108强制功能109断点调试功能(1)110断点调试功能(2)断点下一条指令111故障诊断介绍结束