使用报告系统错误功能诊断和显示硬件故障

为了实现各种硬件故障的自动诊断和自动显示，需要在OB82、OB86中调用系统功能SFC13，读取DP从站和模块的诊断数据。用户程序通过分析诊断数据，得出故障诊断的结论。然后调用系统功能SFC17，用报警消息将故障诊断的结论发送给西门子的人机界面或上位机组态软件WinCC显示出来。

SFC13读取的是很“原始”的数据，DP从站和PROFINET IO设备的用户手册给出了诊断数据的具体意义，分析诊断数据的编程工作量非常大。

1.报告系统错误功能

STEP 7的“报告系统错误”功能只需要进行简单的组态，几乎可以全部采用默认的参数，就能自动生成用于诊断故障和发送报警消息的OB、FB、FC和DB，以及各机架、从站和模块对应的报警消息，故障的消息文本被自动传送到西门子HMI（人机界面）或WinCC的项目中。运行时如果出现故障，CPU将对应的消息编号发送到HMI设备或WinCC，它们用报警消息显示故障信息。

这种诊断方法的组态过程非常简单，诊断和显示用的逻辑块、数据块和调用诊断功能块的程序都是自动生成的。运行时读取诊断数据、分析诊断数据和将报警消息发送到HMI或WinCC都是自动完成的。因此这是一种相当理想、极为实用的故障自动诊断和自动显示的方法。

2.组态PROFIBUS网络和人机界面站点

用STEP 7的“新建项目向导”创建一个名为ReptErDP的项目（见随书光盘中的同名例程）。其硬件结构与项目“DP诊断”相同，CPU为CPU 315-2DP，3～5号DP从站分别为ET 200M、ET 200eco和ET 200S。仅有自动生成的未编写任何程序的OB1。

在SIMATIC管理器中生成一个HMI站点，设置HMI的型号为TP 177B 6″color PN/DP。

单击STEP 7工具栏上的 按钮，打开网络组态工具NetPro。将CPU和HMI站点连接到MPI网络上，它们的站地址分别为2和1（见图7-26）。

3.组态报告系统错误功能

选中硬件组态工具HW Config中的CPU，执行菜单命令“选项”→“报告系统错误”。在打开的“报告系统错误”对话框中，“常规”选项卡给出了要生成的诊断用的FB、FC和DB，在“OB组态”选项卡，按照默认的设置，自动生成选中的OB，在OB1、OB82和OB86中，自动生成调用报告系统错误的FB49的程序。

除了不要选中“消息”选项卡的复选框“优化消息创建”，可以基本上采用默认的参数，单击“报告系统错误”对话框中的“生成”按钮，自动地生成大量的块（见图7-30）。FB49调用SFC13来读取DP从站的诊断数据和系统数据，调用SFC17来发送报警消息。在OB1、OB82和OB86中，自动生成下面调用符号名为“SFM_FB”的FB49的指令。

CALL＂SFM_FB＂，＂SFM_DB＂

图7-30 SIMATIC管理器

用鼠标右键单击FB49的背景数据块DB49，执行快捷菜单命令“特殊的对象属性”→“消息”，打开“消息组态”对话框，可以看到STEP 7自动生成的大量的类型为ALARM_S的报警消息。

4.组态人机界面

打开SIMATIC管理器左边窗口的HMI站点，选中其中的“画面”，双击右边窗口中的“画面L1”，打开WinCC flexible（见图7-31）。

图7-31 WinCC flexible的界面

双击WinCC flexible左边窗口“通讯”文件夹中的“连接”，打开连接表（见图7-28），将“激活的”列的参数由“关”变为“开”，即激活HMI与PLC的通信连接。

双击图7-31左边窗口“\报警管理\设置”文件夹中的“报警设置”，选中“报警设置”视图中的“S7诊断报警”复选框（见图7-32）。因为组态报告系统错误时消息的显示等级为0，单击“报警程序”表第一行“ALARMLS”列右边的 按钮，仅选中0号显示类，单击 按钮确认，在“ALARMLS”列将出现“0”。

将图7-31右边的工具箱的“增强对象”中的“报警视图”拖放到中间的画面上，用鼠标调节它的位置和大小。选中报警视图，下面是它的属性视图（见图7-33）。选中左边窗口的“常规”类别，用单选框选中“报警事件”，用复选框选中“报警类别”中的“S7报警”。

图7-32 设置报警

图7-33 报警视图的属性视图(www.xing528.com)

此外，还需要组态报警视图的表格和表头的背景色、字体的大小和报警视图中的按钮等属性。选中属性视图左边窗口的“属性”类别中的“列”子类别，在右边窗口选中“状态”复选框，监控时显示“状态”列。

5.仿真实验

打开仿真软件S7-PLCSIM，将用户程序和系统数据下载到仿真PLC，将CPU切换到RUN-P模式。单击WinCC flexible工具栏上的 按钮，启动WinCC flexible的运行系统，出现模拟的HMI画面（见图7-34）。

用PLCSIM的菜单命令打开OB82的仿真对话框（见图7-8）。在“模块地址”文本框中输入3号从站的2AO模块的起始地址PQW256。用复选框选中“外部电压故障”，单击“应用”按钮，HMI的画面出现第一条消息，即图7-34最下面的消息。“状态”列的“C”表示进入的事件。

单击面板右边的“确认”按钮 ，出现以“###...”结束的确认消息。“状态”列的“（C）A”表示故障被确认。用OB82的仿真对话框使故障消失，画面上又出现一次“无外部辅助电压”消息。“状态”列的“（CA）D”表示被确认的故障消失。

用PLCSIM的菜单命令打开OB86的仿真对话框（见图7-2），模拟5号从站出现故障，HMI画面上出现从下到上的第4条消息，显示5号从站有故障。用OB86的仿真对话框使故障消失，画面上出现最上面的5号从站故障结束的消息。“状态”列的“（C）D”表示未确认的故障消失。

单击最下面的消息，可以看到该消息的详细信息。包括从站的接口模块的型号，出现故障的I/O模块的型号，和该模块的起始地址。单击右边的“确认”按钮 ，显示的消息缩为两行，可以看到条数更多的消息。

6.PLC硬件实验

PLCSIM不能模拟AO模块输出电路断线和短路的故障。下面的实验用WinCC flexible的运行系统来模拟HMI，硬件PLC通过MPI或DP网络与WinCC flexible的运行系统通信。

将组态信息和用户程序下载到硬件CPU 315-2DP，用电缆连接CPU和从站的DP接口，CPU和DP从站进入RUN模式后，断开7号从站（ET 200M）6号槽的2AO模块0号通道的电流输出电路。在HMI的仿真画面上出现“模拟输出断线”的报警消息。断开5号从站的电源，画面上出现5号从站故障的报警消息（见图7-35）。

图7-34 仿真PLC产生的报警消息

图7-35 硬件PLC实验的报警消息

也可以用WinCC的报警控件来显示报告系统错误功能的报警消息，具体的方法见参考文献[2]。

7.用报告系统错误功能诊断和显示以太网故障

STEP 7的项目为“ReptErPN”（见随书光盘中的同名例程），其硬件与项目“PROFINET”的相同。选中HW Config中的CPU，执行菜单命令“选项”→“报告系统错误”。在打开的“报告系统错误”对话框的“消息”选项卡中，不要选中复选框“优化消息创建”。除此之外，均采用默认的参数。单击对话框中的“生成”按钮，自动生成用于故障诊断的OB、FB、FC和DB。在OB1、OB82、OB83和OB86中自动生成调用报告系统错误的FB49的指令。

在SIMATIC管理器中生成一个HMI站点，设置HMI的型号为TP 177B 6″color PN/DP。单击STEP 7工具栏上的 按钮，打开网络组态工具NetPro。设置HMI的MPI地址为1，将CPU和HMI站点连接到MPI网上（见图7-26）。

打开SIMATIC管理器左边窗口的HMI站点，选中其中的“画面”，双击右边窗口中的“画面_1”，打开WinCC flexible。

双击项目视图中的“连接”，打开“连接”视图（见图7-28），将“激活的”列的参数由“关”变为“开”。用连接表下面的“接口”选择框建立CPU和HMI的MPI连接。报警设置和画面上的报警视图的组态方法与前述的相同。用PG/PC接口对话框为使用的接口分配的参数为“PC Adapter.MPI.1”。用USB编程电缆连接计算机的USB接口和CPU的MPI接口。

拔掉2号IO设备的以太网电缆，画面上出现图7-36最下面的报警消息，“状态”列的“C”表示故障出现。单击面板右边的“确认”按钮 ，出现倒数第2条消息，其中的“（C）A”表示故障被确认。插上2号IO设备的以太网电缆，倒数第3条消息中的“（CA）D”表示被确认的故障消失。图7-37上面的消息表示2号IO设备6号槽AO模块的通道1断线。下面的消息表示1号IO设备2号槽的DI模块通道0的DC 24V传感器电源对M点短路。

图7-36 报警消息

图7-37 报警消息