西门子PLC故障诊断简易教程

SIMATICSTEP7高级培训--故障诊断1现在是1页\一共有111页\编辑于星期三学习了本章之后，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2现在是2页\一共有111页\编辑于星期三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3现在是3页\一共有111页\编辑于星期三由系统检测出的故障:基本规则:CPU处于STOP诊断工具:• 模板信息 - 诊断缓冲区 - 中断堆栈 - 块堆栈 - 局部堆栈• 硬件诊断故障功能故障:基本规则:CPU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:• 使能外设输出(修改输出)• 监视/修改变量• 监视块(块状态)• 参考数据 - 交叉参考 - I/Q/M/T/C分配表 - 程序结构 - 无符号的地址 - 未使用的符号故障的级别4现在是4页\一共有111页\编辑于星期三系统诊断概述CPUI/Q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5现在是5页\一共有111页\编辑于星期三组织块诊断中断OB81电源故障OB82诊断中断组织块OB83插拔模块中断程序OB84CPU硬件故障OB85优先级故障组织块OB86机架故障OB87通讯故障OB80时间故障系统诊断概述OB121编程错误OB122访问错误OB88过程中断6现在是6页\一共有111页\编辑于星期三一、利用LED诊断

·CPU的一般状态和报告出错的LED·指示DP接口故障的LED7现在是7页\一共有111页\编辑于星期三

S7-300的LED

CPU315-2DP的一般LED

LED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。8现在是8页\一共有111页\编辑于星期三

CPU31x-2DP的DP接口的LED

在“DP主站”模式下CPU31x-2DP的LED

SFDPBUSF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9现在是9页\一共有111页\编辑于星期三

CPU31x-2DP的DP接口的LED

“DP从站”模式下CPU31x-2DP的LED

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10现在是10页\一共有111页\编辑于星期三

带DP接口的S7-400CPU的LEDCPUDP接口LED含义LED含义INTF（红色）内部出错DPINTF（红色）在DP接口内部出错EXTF（红色）外部出错DPEXTF（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RUN

STOP（黄色）运行状态STOP

11现在是11页\一共有111页\编辑于星期三

带DP接口的S7-400CPU的LED带DP主站接口的S7-400CPU的LED

LED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12现在是12页\一共有111页\编辑于星期三

带DP接口的S7-400CPU的LED用于带DP接口的S7-400CPU的出错和特殊功能的LED

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。13现在是13页\一共有111页\编辑于星期三

带DP接口的S7-400CPU的LEDS7-400DP接口的LEDLED含义

DPINTFDPEXTFBUSF

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）14现在是14页\一共有111页\编辑于星期三

DP从站的LEDET200B16DI/16DO模块的状态和出错指示LED光信号含义RUN点亮(绿色)ET200B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S7DP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）15现在是15页\一共有111页\编辑于星期三

DP从站的LEDET200M/IM153-2模块的状态和出错LEDLED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24VDC开关检查配置和参数集16现在是16页\一共有111页\编辑于星期三

DP从站的LEDET200M/IM153-2模块的状态和出错LED（续）LEDONSFBF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ET200M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

17现在是17页\一共有111页\编辑于星期三故障的类型硬件错误-CPU或模板中的错误CPU中的程序错误18现在是18页\一共有111页\编辑于星期三一、系统硬件错误CPU19现在是19页\一共有111页\编辑于星期三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20现在是20页\一共有111页\编辑于星期三利用模块信息:“诊断缓冲器”功能诊断21现在是21页\一共有111页\编辑于星期三调用“模块信息”工具22现在是22页\一共有111页\编辑于星期三解释错误信息23现在是23页\一共有111页\编辑于星期三显示硬件诊断信息twice24现在是24页\一共有111页\编辑于星期三练习1:显示诊断信息打开仿真器下载用户程序打开诊断缓冲器在仿真器中转换模式开关分析诊断信息步骤25现在是25页\一共有111页\编辑于星期三练习2:显示硬件诊断信息打开仿真器下载用户程序打开硬件配置并切换到在线状态打开输入模块属性分析诊断信息步骤26现在是26页\一共有111页\编辑于星期三利用“显示CPU信息”功能诊断27现在是27页\一共有111页\编辑于星期三演示:显示CPU信息在SIMATIC管理器中打开CPUMessages在窗口“Customize-CPUMessages”中激活项目前的“W”选项用钥匙开关将CPU切换为停机状态，然后观察PG的反应步骤结果停机时弹出信息窗口。28现在是28页\一共有111页\编辑于星期三通过对故障OB编程诊断OB81电源故障OB82诊断中断OB83插拔模块中断程序OB84CPU硬件故障OB85优先级故障OB86机架故障OB87通讯故障OB80时间故障OB88过程中断29现在是29页\一共有111页\编辑于星期三时间故障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。30现在是30页\一共有111页\编辑于星期三变量数据类型描述OB80_EV_CLASSBYTE中断类别和标识符：B#16#38=离去的事件B#16#39=到来的事件OB80_FLT_IDBYTEB#16#42=出错代码OB80_PRIORITYBYTE优先权等级“26”（RUN运行状态缺省值）或“28”（STARTUP运行状态）OB80_OB_NUMBRBYTEOB-号（82）OB80_RESERVED_1BYTE保留OB80_RESERVED_2BYTEB#16#54=输入模块B#16#55=输出模块OB80_ERROR_INFOWORD发生故障的模块的逻辑基准地址时间故障OB80的局部数据31现在是31页\一共有111页\编辑于星期三故障代码位含意B#16#01循环时间超出B#16#02调用的OB仍在执行B#16#05由于向前移动时间日期跳过时间中断B#16#06HOLD之后返回RUN日期跳过时间中断B#16#07当前优先级的OB请求缓冲区溢出B#16#08同步循环中断时间故障B#16#09由于高中断装载中断丢失时间故障OB80的故障代码32现在是32页\一共有111页\编辑于星期三电源故障OB81电源（仅对S7-400）故障后备电池故障33现在是33页\一共有111页\编辑于星期三电源故障OB81的局部数据34现在是34页\一共有111页\编辑于星期三电源故障OB81的故障代码35现在是35页\一共有111页\编辑于星期三扩展机架后备电池故障36现在是36页\一共有111页\编辑于星期三演示: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OB81_EV_CLASS和OB81_FLT_ID判断电池故障37现在是37页\一共有111页\编辑于星期三诊断中断组织块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）38现在是38页\一共有111页\编辑于星期三诊断中断组织块OB82的局部数据39现在是39页\一共有111页\编辑于星期三模拟输入模块断线+276480诊断中断组织块OB82硬件组态:

模拟模块的属性

40现在是40页\一共有111页\编辑于星期三诊断中断组织块OB82模拟模块的配置41现在是41页\一共有111页\编辑于星期三演示:模拟量模块的故障编程进行硬件配置并下载编程介绍步骤42现在是42页\一共有111页\编辑于星期三模板插/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STEP7下修改了模板参数并在RUN状态下装所作修改到CPU之后43现在是43页\一共有111页\编辑于星期三模板插/拔中断组织块OB83的局部数据44现在是44页\一共有111页\编辑于星期三模板插/拔中断组织块OB83的故障代码45现在是45页\一共有111页\编辑于星期三模板插/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STEP7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.OB83执行之后模板参数被重新赋值。3.参数赋值之后OB83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。46现在是46页\一共有111页\编辑于星期三CPU硬件故障组织块OB84当CPU的硬件发生故障时调用OB8447现在是47页\一共有111页\编辑于星期三CPU硬件故障组织块OB84的局部数据48现在是48页\一共有111页\编辑于星期三优先级故障组织块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49现在是49页\一共有111页\编辑于星期三优先级故障组织块OB85的局部数据50现在是50页\一共有111页\编辑于星期三优先级故障组织块OB85的故障代码51现在是51页\一共有111页\编辑于星期三机架故障组织块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52现在是52页\一共有111页\编辑于星期三机架故障组织块OB86的局部数据53现在是53页\一共有111页\编辑于星期三机架故障组织块OB86的故障代码54现在是54页\一共有111页\编辑于星期三机架故障组织块OB86的故障代码55现在是55页\一共有111页\编辑于星期三机架故障组织块OB86举例进行硬件配置并下载（配置带一个151子站的DP)编程介绍读取信息并分析步骤56现在是56页\一共有111页\编辑于星期三通讯故障组织块OB87当导致通讯故障的事件发生时CPU的操作系统调用OB87。57现在是57页\一共有111页\编辑于星期三通讯故障组织块OB87的局部数据58现在是58页\一共有111页\编辑于星期三通讯故障组织块OB87的故障代码59现在是59页\一共有111页\编辑于星期三过程中断组织块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60现在是60页\一共有111页\编辑于星期三过程中断组织块OB88的局部数据61现在是61页\一共有111页\编辑于星期三??二、CPU中的程序错误62现在是62页\一共有111页\编辑于星期三CPU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63现在是63页\一共有111页\编辑于星期三利用诊断缓冲器诊断64现在是64页\一共有111页\编辑于星期三通过对故障OB编程诊断OB122访问错误OB121程序错误65现在是65页\一共有111页\编辑于星期三编程故障组织块OB121当有关程序处理的故障事件发生时66现在是66页\一共有111页\编辑于星期三编程故障组织块OB121的局部数据67现在是67页\一共有111页\编辑于星期三编程故障组织块OB121的故障代码68现在是68页\一共有111页\编辑于星期三编程故障组织块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。69现在是69页\一共有111页\编辑于星期三I/O访问故障组织块OB122当对模板的数据访问出现故障时70现在是70页\一共有111页\编辑于星期三I/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71现在是71页\一共有111页\编辑于星期三I/O访问故障组织块OB122的局部数据72现在是72页\一共有111页\编辑于星期三I/O访问故障组织块OB122的局部数据73现在是73页\一共有111页\编辑于星期三I/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。74现在是74页\一共有111页\编辑于星期三利用堆栈中断堆栈,块堆栈,局部堆栈诊断块堆栈（BStack）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（IStack）中包含了在中断发生时刻寄存器中的内容局部堆栈（LStack）中包含了块的临时变量的值。中断堆栈块堆栈局部堆栈75现在是75页\一共有111页\编辑于星期三打开一个有错误的块76现在是76页\一共有111页\编辑于星期三程序结构包含错误的块错误位置在IStack

（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77现在是77页\一共有111页\编辑于星期三块堆栈的内容78现在是78页\一共有111页\编辑于星期三中断堆栈的内容79现在是79页\一共有111页\编辑于星期三局部堆栈的内容80现在是80页\一共有111页\编辑于星期三练习:利用堆栈信息来诊断故障打开仿真器下载有赋值错误的用户程序打开块堆栈分析诊断信息找到有错的程序并改正步骤81现在是81页\一共有111页\编辑于星期三利用显示CPU信息的功能82现在是82页\一共有111页\编辑于星期三演示:显示程序故障诊断信息打开仿真器下载有调用错误的用户程序使调用错误有效查看CPU信息步骤83现在是83页\一共有111页\编辑于星期三CPU中的程序错误(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/ModifyVariable”功能读出参考数据，解释它们并用它们排除故障84现在是84页\一共有111页\编辑于星期三启动“Monitor/ModifyVariables”工具85现在是85页\一共有111页\编辑于星期三设定“Monitor/ModifyVariables”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UpdateStatus/Modify

Values(一次monitor/modify)设定触发点86现在是86页\一共有111页\编辑于星期三打开变量表并建立与CPU的连接组态的CPU

(从硬件站

“Station2”

来的VAT)St