PROFIBUSDP总线故障.docVIP

摘要:阐述基于西门子S7-300PLC软件编程的故障诊断方法，以PROFIBUS现场总线系统故障处理为例，介绍软件编程故障诊断方法的具体应用和注意事项。 ??? 关键词:PROFIBUS现场总线 PLC 软件编程 故障处理 ??? PLC具有高可靠性和可维修性，通过其操作系统或监控程序可实现较完善的自诊断功能。西门子S7-300PLC用户程序由数量丰富的组织块(OB)、功能(FC)、功能块(FB)和系统功能(SFC)等逻辑块组成。OB允许用户创建在特定时间内执行的程序或对特定事件响应的程序，如对故障处理OB编程，一旦PLC控制系统出现硬件故障，PLC操作系统会自动调用相应故障处理OB进行故障诊断；OB中的OB1为主程序，包含用户编写的主干程序，FC、FB和SFC中编有子程序，供081直接或间接调用，受PLC模块诊断能力限制，对某些硬件故障，操作系统无法调用故障处理OB进行自诊断，则必须在OB1或FC中编程。 ??? 一、双复合胎面挤出联动线控制系统 ??? 1．基本组成 ??? 青岛黄海橡胶集团双复合胎面挤出联动线采用基于PROFIBUS现场总线的全分布式控制系统，PROFIBUS-DP连接西门子S7-300PLC，构成单主一多从的总线网络（图1）。控制系统主要组成：①PLC是系统主控制器，作为整个现场总线网络的主站，上位工控机安装S7-300/400PLC编程软件STEP7和组态软件InTouch。②智能从站，如远程分布式I/O( ET200M)、直流调速器(6RA70)、交流调速器(MM4401MM420)、裁断位置控制器(EVS9300)等。③外部设备，如继电器、各类开关、传感器以及未和PROFIBUS总线连接的变频器、直流调速器等。 ??? 2．控制系统故障类型 ??? (1)外部设备故障。直接影响PLC系统工作，故障原因一般是设备损坏或寿命到期。 ??? (2)智能从站故障。可直接引发直流电机、变频电机或伺服电机的传动故障，导致胎面挤出联动线瘫痪。 ??? ( 3)PLC系统故障。是影响系统运行的全局性故障，一般是系统设计不当或系统运行年限较长。其中偶然性故障在系统重启后可恢复正常，反之为固定性故障，需更换硬件或软件。 ??? (4)硬件故障。PLC系统中的模块损坏，原因是使用不当或元器件老化。 ??? (5)软件故障。软件自身包含错误引起，主要原因是软件设计者考虑不周，程序执行过程中满足了错误条件。 ??? (6)总线故障。主要原因是总线屏蔽不良、现场工业环境干扰大、总线断线和总线连接器接触不良等。 ?? ? 二、在OB中编程进行故障诊断 ? ?? 1．故障处理OB功能 ??? 该联动线控制系统CPU型号为315-2DP，主要包括如下故障处理OB。 ??? (1)OB40(硬件中断错误OB)。当具有中断能力的模块被激活，满足中断条件时，系统会调用该OB。 ??? (2)OB80(时间错误处理OB)。响应3种错误：①循环监视时间超时。②在执行某OB时产生确认错误。③时间超前，引起OB启动时间被跳越。 ??? (3)OB81（电源故障处理OB）。响应24V电源和备用电池故障。 ?? ?(4)OB82(诊断中断处理OB)。当具有诊断能力的模块诊断到1个错误时，即向CPU发出1个诊断中断请求，操作系统会调用该OB。 ??? (5)OB85（优先级错误OB）。响应3种错误：①试图启动1个未下载的OB。②操作系统访问某个模块时出错。③正在刷新整个映像区时I/O访问出错。 ??? (6)OB86(机架故障OB)。发生扩展机架故障，主站故障或分布式I/O系统中某个站点故障时调用该组织块。 ??? (7)OB87(通信故障OB)。响应由通信引起的故障。 ??? 2．故障诊断和处理 ??? 该联动线控制系统实际用到0B80、0B81、0B82和0B86等，下面以对0B82和0886编程为例，介绍故障诊断和处理方法。 ??? (1)在0B82中编程。该控制系统只对AO模块出现的错误故障在0B82中进行了编程，反之若S7-300PLC操作系统调用0B82，则必定发生了和AO模块有关的故障类型，0B82临时变量区中的诊断变量见表1。 ??? 在0B82中编程时，需使用SFC 51“RDSYSST”（系统功能）读出模块诊断数据，再使用SFC 52“WR_USMSG”将诊断数据存入S7-300PLC的诊断缓冲区中。当某模块发生故障，PLC操作系统会自动调用0882，这时可在上位机启动STEP7编程开发环境，监视CPU诊断缓冲区中故障诊断信息（表l数据），具体步骤：①启动STEP7编程软件，选择要监视的站(S7-300)，进人编程环境主界面。②执行菜单命令“PLC”→“Diagnostics/Settings”→“