使用组织块进行故障诊断

1.组织块简介

（1）错误处理组织块

组织块是操作系统与用户程序之间的接口。S7提供了各种不同的组织块，用组织块可以创建在特定时间执行的程序和响应特定事件的程序。

系统程序可以检测下列错误：不正确的CPU功能、系统程序执行中的错误、用户程序中的错误和I／O中的错误。根据错误类型的不同，CPU进入STOP模式或调用一个错误，处理对应OB块。

当CPU检测到错误时，会调用适当的组织块，见表6-9。如果没有相应的错误处理OB，CPU将进入STOP模式。用户可以在错误处理OB中编写如何处理这种错误的程序，以减小或消除错误的影响。

表6-9 错误处理组织块

为避免发生某种错误时CPU停机，可以在CPU中建立一个对应的空的组织块。用户可以利用OB中的变量声明表提供的信息来判别错误的类型。

根据S7 CPU检测到可处理的错误分为异步错误和同步错误。

（2）异步错误组织块

异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无关。异步错误的后果一般都比较严重。异步错误对应的组织块为OB70～OB73和OB80～OB87，有最高的优先级。操作系统检测到一个异步错误时，将启动相应的OB。

1）时间错误处理组织块（OB80）。OB执行时出现故障S7-300 CPU的操作系统调用OB80。这样的故障包括循环时间超出、执行OB时应答故障、向前移动时间以致于跃过了OB启动的时间、CLR后恢复RUN方式。

如果当循环中断OB仍在执行前一次调用时，该OB块的启动事件发生，操作系统调用OB80。如果OB80未编程，CPU变为STOP方式，可以使用SFC39～SFC42封锁或延时或再使用时间故障OB80。

如果在同一个扫描周期中由于扫描时间超出OB80被调用两次，CPU就变为STOP方式，可以通过在程序中适当的位置调用SFC43“RE_TRIGR”来避免这种情况。

打开OB80，可以从OB80的临时变量中得到故障信息，如图6-19所示。OB80的变量申明表见表6-10（节选）。

图6-19 OB80的临时变量

表6-10 OB80的变量申明表

2）电源故障处理组织块（OB81）。与电源（仅对S7-400）或后备电池有关的故障事件发生时，S7-300 CPU的操作系统调用OB81，表6-11（节选）为OB81的变量申明表。

表6-11 OB81的变量申明表

如果OB81未编程，CPU并不转换为STOP方式。可以使用SFC39～42来禁用、延时或再使用电源故障（OB81）。

3）诊断中断处理组织块（OB82）。如果模块具有诊断能力又使能了诊断中断，当它检测到错误时，会输出一个诊断中断请求给CPU，操作系统调用OB82；当错误消失时，操作系统都会调用OB82。当一个诊断中断被触发时，有问题的模块自动地在诊断中断OB的起动信息和诊断缓冲区中存入4个字节的诊断数据和模块的起始地址。可以用SFC39～42来禁用、延时或再使用诊断中断（OB82），表6-12描述了诊断中断OB82的临时变量。

表6-12 OB82的变量申明表

4）CPU硬件故障处理组织块（OB84）。当CPU检测到MPI网络的接口故障、通信总线的接口故障或分布式I／O网卡的接口故障时，操作系统调用OB84。故障消除时也会调用该OB块，即事件到来和离去时都调用该OB。表6-13（节选）描述了CPU硬件故障OB84的临时变量。

表6-13 OB84的变量申明表

5）机架故障组织块（OB86）。出现下列故障或故障消失时，都会触发机架故障中断，操作系统将调用OB86：扩展机架故障、DP主站系统故障或分布式I／O故障。故障产生和故障消失时都会产生中断。

在编写OB86的程序时，应根据OB86的起动信息，判断是哪个机架损坏或找不到。可以使用SFC39～42封锁或延时并使能OB86，表6-14描述了机架故障OB86的临时变量。

表6-14 OB86的变量申明表

2.用组织块的故障诊断举例

【例6-1】控制系统为S7-300、ET200、SM323和SM332，SM332输出电压信号，如果电压信号断线时，能通过STEP7的参数表查看到故障信号的通道，要求用OB82实现此功能。

【解】

（1）硬件组态过程

首先按照如图6-20所示进行组态，双击“AO2∗12bIT”，弹出如图6-21所示的界面，在“输出”选项卡中，勾选“组诊断”和“诊断中断”，最后单击“确定”按钮。

图6-20 硬件组态（1）

图6-21 硬件组态（2）

（2）创建数据块(www.xing528.com)

创建数据块DB1，并在DB1中创建一个数组ary［0..20］，数组的容量为21个字节，如图6-22所示。

图6-22 创建的数组

（3）创建变量表

创建变量表VAT_1，并把需要监控的参数输入变量表，如图6-23所示，利用这个变量可以监控到故障信息。

图6-23 创建变量表

（4）编写梯形图程序

在OB82中编写梯形图程序，如图6-24所示。由于S7-300／400 PLC有很强的自诊断功能，故障信息自动赋值给OB82的参数。程序的作用实际就是将OB82的所有参数信息传送到数组DB1.ary中，这样故障信息就可以在参数表中显示了。

图6-24 梯形图

（5）仿真

先把完整的程序下载到仿真器中，将仿真器置于“RUN”状态，在工具栏中单击“Ex⁃ecute”（执行）→“Trigger Error OB”（触发器）→“Diagostic Interrupt”（诊断中断），如图6-25所示，打开诊断中断界面。

图6-25 打开“诊断中断”界面

如图6-26所示，在“Module address”（模块地址）中输出故障模块的逻辑地址（即模拟量的通道号）“pqw256”，任意选择一个可能的故障，本例选择“Exernall fault”（外部故障），单击“OK”（确定）按钮，模拟外部断线。

图6-26 模拟故障

（6）监视故障

打开变量表，单击“监视变量” 按钮，可以看到个参数，如图6-27所示。参数的含义如下：

1）MW20代表故障的累计次数。

2）DB1.DBB0为16＃39，表示事件到来。

3）DB1.DBB5为16＃55，表示输出模块。

4）DB1.DBW6为16＃0100，即输出模块的地址是PQW256（256的十六进制就是16＃0100）。

5）DB1.DBW8为16＃1105（2＃0001000100000101），外部故障、通道故障、模块发生故障。

图6-27 监视故障

【例6-2】控制系统为S7-300、ET200、SM323和SM332，SM332输出电压信号，如果电压信号断线时，能通过STEP7的参数表查看到故障信号的通道，要求用OB86实现此功能。

硬件组态与上例相同，0B86中的梯形图程序如图6-28所示。

图6-28 梯形图

创建如图6-29所示的变量表，并监控。

图6-29 变量表

图6-29所示变量表的DBB0为16＃39，表示事件到来。

DBB1为16＃C4，表示从站故障。

DBB2为16＃1A，表示OB优先级是26。

DBB3为16＃56，表示OB编号是86。

DBW6为16＃03FE是从站诊断地址，DBW8为16＃0103表示主站系统编号是01，从站是03。DBD12和DBD14表示事件发生的时间是13年9月15日15时17分54秒。

诊断地址和DP站地址是不同的概念。选中DP网线后，如图6-30所示，1022就是16＃03FE。选中从站IM153-1上的PROFIBUS，即可看到从站诊断地址。

图6-30 诊断地址