1.用SFC13进行故障诊断
SFC13是STEP7中专用的诊断指令，具有强大的诊断功能。
以下用一个例子介绍SFC13的应用。先进行如图12-44所示硬件组态。
双击图12-44所示的从站模块IM153-1，弹出的界面可以看到从站的诊断地址1022（就是16#03FE），如图12-45所示。在DB82中创建数组，如图12-46所示。
图12-44 硬件组态
图12-45 DP从站属性
在OB82中编写程序，如图12-47所示。
创建并监控变量表如图12-48所示，以下解读故障含义。
如未编写如图12-47所示的程序，单击如图12-49中的“十六进制格式”按钮，弹出从站信息，此信息与变量表中的信息的含义是相同的。
在解读十六进制代码的含义前，须知：这些代码和不同的从站设备是相关的，读者应查阅相关手册，得出代码表达的含义。本例使用的是ET-200M，所以读者要查阅ET-200M手册。以下给出部分手册查阅到的信息。ET200M的诊断数据结构见表12-10。
图12-46 创建数组
图12-47 程序
图12-48 变量表
表12-10 ET200M的诊断数据结构
站状态1各位为1的意义见表12-11。
图12-49 故障代码
表12-11 站状态1各位为1的意义
站状态2各位为1的意义见表12-12。
表12-12 站状态2各位为1的意义
站状态3一般为16#00。
如图12-50所示，第0个字节16#00、第1个字节16#04和第2个字节16#00表示无故障，第3个字节16#02表示主站地址是2，第4、5个字节16#418B是制造商的ID，这个代号可以在“模块信息”中看到。
图12-50 故障代码
2.用SFC51进行故障诊断
系统功能SFC51“RDSYSST”（读取系统状态）可以读取系统状态列表或部分系统状态列表。用读取的信息进行故障诊断。
（1）系统状态列表（SSL）介绍
1）系统状态列表（SSL）的作用。系统状态列表（SSL）用于描述PLC的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
系统功能SFC51“RDSYSST”用于读取“系统状态列表”、部分列表或CPU的SSL列表摘录。对于PROFINETIO，这些SSL包含了I/O模块、PROFINET IO主站系统或实际控制器的状态信息。当选择所用的、特别是在一个中断或起动OB中使用的SSL_ID时，必须注意SFC仅能同步执行。如果执行SFC之后，Busy位激活，表明几个循环周期执行一次SFC，数据还没有完全读出，因此数据是无效的。接收到的系统状态列表数据记录包括了诊断PROFINETIO设备上的信息概览。
PROFINET通信部分列表是虚拟列表，只是在有请求时由CPU的操作系统所创建。虚拟列表来自CPU内部的PROFINET IO控制器的缓冲区，缓冲区由控制器的起动和ALARM信息进行维护和刷新。
2）局部系统状态列表（SSL）的结构。局部系统状态列表（SSL）由报头和数据记录组成。报头由局部SSL的标识符SSL_ID、索引INDEX、包含局部SSL中的数据记录的字长度和数据记录的个数组成。局部SSL的标识符SSL_ID占一个字（16位），它由局部SSL编号（第0～7位）、局部SSL摘录号（第8～11位）和模块类型（第12～15位）组成，如图12-51所示。
图12-51 局部SSL的标识符SSL_ID
SSL_ID的模块类型占高四位，主要读取模块的类型，如果读取到的二进制数据为2#0000、2#0100、2#1000和2#1100，则分别对应的模块类型为CPU模块、接口模块IM、功能模块FM和通信模块CP。
某些局部SSL或者它的摘录需要一个对象类型标识符或者一个对象号，此时必须使用索引INDEX。通过局部SSL的摘录号，可以指定要读取局部列表的哪一个子集。部分SSL_ID列表和INDEX的对应关系见表12-13。
表12-13 部分SSL_ID列表和INDEX的对应关系
（2）SFC51指令介绍
读取“系统状态列表（SFC51）指令比较难理解，其含义见表12-14。
表12-14 读取“系统状态列表（SFC51）指令和参数
要理解这条指令，必须对照表12-13，或者查看帮助。例如，当SZL_ID=16#0694和INDEX为PROFINETIO系统总线号（取值范围是100～115，如图12-53中为100）配合时，读取的信息是IO控制器系统的中央机架/站中的扩展单元的诊断状态。有时，SZL_ID的数值与INDEX数值无关，例如当SZL_ID=16#0391时，读取的信息是所有无法获得的模块的状态信息，不需要指定INDEX数值，即与INDEX数值无关。
SFC51的SZL_HEADER的数据类型是STRUCT（结构），必须在调用SFC51的组织块中创建结构。创建的方法是在OB块的局部变量的最下方生成临时变量SZL_HEADER，其数据类型为STRUCT。本例是在OB1中创建，局部变量表的结构如图12-52所示。SZL_HEADER中有两个元素，分别为LENTHDR和N_DR，其数据类型为WORD（字）。LENTHDR是读取的SSL或者SSL的数据记录的长度，N_DR是读取的数据记录的编号。
图12-52 局部变量表的结构
（3）SFC51的应用举例
【例12-5】某控制系统采用PROFINET通信，其硬件组态如图12-53所示，请用SFC51指令读取PROFINETIO的故障信息。
图12-53 系统硬件组态
解：
1）先创建共享数据块DB1，用于存储故障信息。
2）再在OB1中编写如图12-54所示的梯形图程序，注意编写程序之前，需要创建如图12-52所示的结构SZL_HEADER，否则编写的程序会报错。
注意本例的INDEX=16#64就是十进制的100，也就是如图12-53中PROFINETIO系统总线号，理解这点十分重要。
3）创建变量表进行监控，如图12-55所示。MW6中是数据记录的长度，监控为258，MW6为数据记录个数，监控为1。MW10=16#0294是SSL_ID。
对于DB1.DBB6为2#0000_0011，其中bit0表示组信息，如果为1，表示至少有一个IO设备与IO控制器进行通信；如果为0，表示IO站点全部丢失。Bit1～Bit5表示设备号1～5的IO设备的状态，1表示IO设备存在；0表示IO设备丢站。其他的高字节中的位（Bit）的含义依次类推，表示对应IO设备的状态。
图12-54 梯形图
图12-55 变量表监控
4）对数据块DB1进行监控，如图12-56所示，同样可以解读出设备的通信状态。
3.用FC10进行故障诊断
（1）FC10（AG_CNTRL）的功能
图12-56 数据块DB1监控
在故障诊断时，可以使用FC10（AG_CNTRL）程序块对连接进行诊断。具体如下：
1）读出连接信息。根据状态信息，可以确定所有或单个通信模块CP连接是否有用。
2）复位已组态的连接。可以复位个别或所有通信模块CP的连接。终止活动连接，并重新建立连接。
（2）FC10（AG_CNTRL）参数简介
FC10（AG_CNTRL）的指令和参数见表12-15。
表12-15 FC10（AG_CNTRL）的指令和参数
（3）FC10（AG_CNTRL）的应用举例
【例12-6】某控制系统采用工业以太网通信，其网络组态如图12-57所示，请用FC10指令读取通信反馈信息。
解：硬件配置和网络组态不再赘述，前面章节已经讲解。
图12-57 网络组态图
1）客户端是S7-400，客户端的程序如图12-58所示。
2）编写服务器端梯形图程序，如图12-59所示。
图12-58 客户端梯形图
图12-59 服务器端梯形图
3）在客户端的“块”中创建变量表；在变量表中监控反馈信息。
①使M10.0=1，激活通信状态，使MW2（CMD）=16#0001。反馈信息读取到MD20中，如图12-60所示。当CMD=1时，反馈值的低16位有效，其各位含义见表12-16。
图12-60 用变量表监控
表12-16 CMD=1时，反馈值的低16位含义
如图12-60所示，反馈信息为2#0000_0000_0000_0000_0111_0000_0001_0111。以下根据表12-4解释其含义。
●位0是1，表示为发送和接收作业保留的连接。
●位1是1，表示正在执行发送作业。
●位2、3是01，表示上次发送作业成功完成。(www.xing528.com)
●位4是0，表示无接收连接。
●位5是0，表示没有执行接收作业。
●位6、7是01，表示上次接收作业成功完成。
●位12、13是11，表示处于连接状态。
●位14是1，表示CP处于RUN状态。
●位15是0，表示FC10尚未复位连接或复位ID已清除。
综合以上信息可知：以太网处于连接状态，CP运行正常，发送数据正常。
②使M10.0=1，激活通信状态，使MW2（CMD）=16#0002。反馈信息读取到MD20中，如图12-61所示。当CMD=2时，反馈值的低16位有效。
当CMD=16#0000_0001时，表示成功地将复位作业传送给CP。触发连接中止及后续的连接建立。
当CMD=16#0000_0002时，表示无法将复位作业传送给CP，原因是CP上的服务尚未起动（例如，CP处于STOP状态）。
如图12-53所示，反馈信息为2#0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0001=16#0000_0001。表示成功地将复位作业传送给CP。
③使M10.0=1，激活通信状态，使MW2（CMD）=16#0003，获取所有的连接状态信息，两个双字反馈值有效。反馈信息读取到MD20和MD24中，如图12-62所示。当为1时，表示连接，为0时表示连接终止或者没有组态。图12-62中反馈信息为2#0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000，表示都未连接。如果为反馈信息为2#0000_0000_0000_0000_0000_0000_0000_0111，则表示ID号为1、2和3的处于连接状态。
图12-61 用变量表监控
图12-62 用变量表监控
4.用FB10进行故障诊断
使用AG_CNTEX（FB10）程序块可以对连接进行诊断，并可使用Ping命令通过网络对设备进行寻址。必要时，可以使用AG_CNTEX重新初始化连接建立过程。
（1）FB10的功能
AG_CNTRL（FC10）和与程序块AG_CNTEX（FB10）相比，程序块AG_CNTEX可提供更多功能。AG_CNTEX包含了AG_CNTRL的所有功能，可以在用户程序中以相同方式使用这些功能。其具体功能如下：
1）读出连接信息。根据状态信息，可以确定复位所有或单个CP连接是否有用。
2）复位已组态的连接。可以复位CP的个别或所有连接。
3）终止活动连接，并重新建立连接。
4）读出CP中组态的连接类型（相对于AG_CNTRL的扩展功能）。
5）发送PING命令（相对于AG_CNTRL的扩展功能）。
6）可以检查网络中的特定节点是否可到达。
（2）FB10（AG_CNTEX）参数简介
FB10（AG_CNTEX）的指令参数含义见表12-17。
表12-17 FB10（AG_CNTEX）的指令和参数
PING参数引用数据块，其数据结构见表12-18。
表12-18 PING参数引用数据块的数据结构
（3）FB10指令的应用举例
【例12-7】某控制系统采用工业以太网通信，其网络组态如图12-57所示，请用FB10指令读取通信反馈信息，并用PING功能检查网络是否正常连接。
解：FB10指令读取通信反馈信息方法与FC10读取反馈信息的方法完全相同，在此不详细介绍，仅将反馈信息列出。
1）创建自定义数据类型UDT1，如图12-63所示，其符号名为“PingA”。
图12-63 创建UDT1
2）创建数据块DB1，其符号名为“Ping”，创建3个变量，分别是Ping1、Ping2和Ping3，其数据类型为前面创建的UDT1，即“PingA”，如图12-64所示。单击程序编辑器菜单中的“视图”→“数据视图”，弹出如图12-65所示的界面。
注意：不创建UDT1也可行，但在创建数据块时就比较麻烦，如果以太网连接的站点越多，使用自定义数据类型就越方便。
在图12-65中，有三个IP地址分别是192.168.0.3（192的十六进制是C0，存储在Ping1.Ping[0]中；168的十六进制是A8，存储在Ping1.Ping[1]中）、192.168.0.4和192.168.0.5。
图12-64 创建DB1（声明视图）
图12-65 DB1的数据视图
3）客户端是S7-400PLC，客户端的程序如图12-66所示。
4）编写服务器端梯形图程序，如图12-67所示。
5）在客户端的“块”中，创建变量表，在变量表中，监控反馈信息。
5.用FC3对CP342-5的从站进行故障诊断
（1）FC3（DP_DIAG）的功能
程序块FC3（DP_DIAG）用于请求诊断信息，通过指定一个站地址，还可以为一个指定的从站请求诊断数据。为了将诊断数据传送到CPU，应该在CPU中保留一个内存区域，然后在调用中指定该区域。该内存区域可以是一个数据块区或一个位存储区。还可以在作业中指定可用内存区域的最大长度。
FC3（DP_DIAG）只有在DP主站模式中才起作用，从站模式无效。其具体功能如下：
图12-66 客户端梯形图
图12-67 服务器端梯形图
1）请求DP站列表。
2）请求DP诊断列表。
3）请求DP单个状态。
4）非周期性地读取DP从站的输入/输出数据。
5）读取较早的DP单个诊断信息。
6）读取DP状态。
7）读取用于PLC/CP停止的DP模式。
8）读取DP从站的当前状态。
（2）FC3（DP_DIAG）指令参数
FC3（DP_DIAG）的指令参数含义见表12-19。
表12-19 FC3（DP_DIAG）的指令和参数
（续）
（3）FC3指令的应用举例
【例12-8】某控制系统采用PROFIBUS-DP通信，其硬件组态如图12-68所示，请用FC3指令读取通信诊断信息。
图12-68 硬件组态图
解：
1）创建一个项目，硬件组态如图12-68所示，具体操作步骤参考8.4.6（CP342-5PROFIBUS-DP作主站的通信）。
2）创建一个数组。在创建数组前，先创建共享数据块DB1，再在数据块中创建一个数组（包含16个元素，数据类型为字节），如图12-69所示。
图12-69 数组
3）编写梯形图程序如图12-70所示。
图12-70 梯形图
M80.2为0表示不存在新的诊断数据，当M80.2为1表示有新的诊断数据。
①当DTYPE（MB50）=0时，表示读取的数据为DP站列表，站地址的范围是0～127。
DP站的列表的地址用FC3的输入参数DIAG设置，长度为16 B（128位），每一位对应一个DP地址，即对应于一个DP从站，如图12-71所示。
图12-71 DP站列表中从站状态位
状态位为0的含义有三种情况：从站处于周期性传输状态、没有使用该站以及该从站输入/输出数据的长度组态为0。
状态位为1的含义是从站没有处于周期性传输状态。
当DTYPE（MB50）=0时，数据块中的数组AA中存储的数据就是位状态，使数组处于监控状态，如图12-72所示。数字AA的第一个字节AA[0]=16#10=2#0001_0000，对应的就是3号站，其含义是3号站没有处于周期性传输状态。可能的原因是3号站掉电或者电缆断开等原因。假如，AA[0]=16#18=2#0001_1000，表示的含义是3、4号站没有处于周期性传输状态。
图12-72 数组AA
②当DTYPE（MB50）=2时，表示读取的单个站的当前诊断信息。使数组AA处于监控状态，如图12-73所示。
前3个字节（AA[0]～AA[2]）表示站的状态；第4个字节表示主站地址，本例为16#02；第5、6个字节表示的是制造商标识号；第7个字是固定数值；从第9个字开始表示的是诊断信息。
图12-73 数组AA
当然，DTYPE还有其他的取值，请读者自己参考相关手册。
此外，还有一些其他的诊断方法，如使用FB126和FC125诊断，请读者自行参考相关资料。
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