PROFIBUS DP系统诊断（工程师培训）

PROFIBUSDP系统诊断所属班组：xx汇报人：XX、XX2总线协议Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线。ISO/OSI模型也是它的参考模型。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列。DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2(1)标准，可实现总线供电与本质安全防爆。

3总线协议

Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播(不要求应答),或有选择地向一组站点广播。Profibus的传输速率为9.6kbps～12M最大传输距离为1000m，1.5Mbps时为200m，可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。4PROFIBUS-DP使用主－从方式PROFIBUSDPprotocol被动站点的轮询(从站设备)主动的站点,主站设备PLC5PROFIBUS-DP主－从原则

每一个PROFIBUS系统至少有一个主站

一个网络上最大可有127个设备

可以有多个主站

每个从站支持最大244字节的输入/输出及诊断数据67多主站时令牌的传递8S7系统中的DP接口1：集成在CPU上的接口（CPU315-2DP、CPU414-3)2:通过IM(接口模板）或CP(通信处理器）插入的DP接口（IM467、CP342-5、CP443-5)主动节点可以得到令牌，可以进行编程、监控控制SFAEKuangSheng9DP主站的类型1类主站：主站循环控制从站。2类主站：设备的参数化及诊断。DP从站的类型紧凑形DP从站：DP从站输入和输出区不能更改,如

ET200B.模块化DP从站：DP从站输入和输出区可以更改,如

ET200M等.智能DP从站：DP从站是CPU站。SFAEKuangSheng10总线示例11主站之间数据交换SFAEKuangSheng12可能的故障布线不正确/总线电缆安装不正确DP主站以及DP从站组态错误

相关

PROFIBUSDP网络组态错误

在CPU内编程寻址的从站地址错误使用终端电阻的站点不能断电，否则整个网络瘫痪总线电缆安装不正确注意进线和出线的顺序14组态错误1，组态的模块数量多了/少了；2，组态的模块订货号不正确；3，地址错误；15检查的方法1，首先检查PROFIBUS网络的物理配置，所有连接的设备是否以及供电?所有从站的地址设置是否正确？不能有重复的地址。各个总线段之间的距离是否满足相应波特率的要求?最后一个总线段的诊断电阻是否以及打上?比如诊断电阻打上，则以后的网络会自动切断。2，检查可以访问的节点。有几个工具：通过SIMATICManager的PLC>ReachableNodes.通过Options>SetPG/PCinterface...>Diagnostics进行现场设备的诊断；3，如果无法找到某些节点：编程器是否已经连接到网络上?检查CPU的接口是否有故障：

从CPU上拔下所有的总线插头，然后把编程器插头直接插到CPU上。通过MPI接口读取CPU信息；检查CPU的PROFIBUS参数以及PROFIBUS卡是否有故障；16检查故障从站从离CPU最近的节点开始，测试时需要断开所有网段的其它节点，此时将故障从站投运；从站是否已经上电?从站的PROFIBUS连接是否正确?组态从站检查PROFIBUS组态和可用的PROFIBUS地址是否一致；将组态下载到CPU中；后检查各个从站的LED显示；检查CPU的诊断缓冲区；通讯编程根据使用的CP的不同使用相应的系统功能块或者功能块；注意不同的CP需要使用不同的通讯FC；始终使用最新的FC；SFC14、SFC15的应用DP通信区为3个字节或大于4个字节完整的数据时需要调用SFC14/SFC15.(变频器PKW)3个字节或大于4个字节，数据完整性为“TOTALLENGTH”（数组变量）需要调用SFC14/15。18FC1、FC2的作用FC1（DP_SEND)、FC2(DP_RECV)是CP342-5作为主站和从站的通信功能块。只组态而没有调用FC1、FC2，通信不能建立SFAEKuangSheng19诊断必须随时可用安装启动操作过程不同阶段的诊断情况20调试期间操作安装期间PROFIBUS诊断随时可用故障预防物理诊断使用SimaticS7进行诊断PROFIBUS系统SFAEKuangSheng21快速连接...

...简单、快速、安全PROFIBUS!插入线按下结束剥去绝缘层安装时22终端电阻单个螺钉紧固

标准的红蓝接线附加的编程口SUB-D接线检查窗口可以通过终端电阻逐步进行调试接头示意图23剥线介绍SFAEKuangSheng24电缆安装25首尾站点进线26中间站点连接SFAEKuangSheng2735°出线可以方便应用于S7-400PLC以及CP上可以带或者不带sub-d接头其它快速连接的优势依旧35°出线的PROFIBUS接头28使用BT200进行物理检测检查断线、短路等...…无需PROFIBUS经验即可...离线模式SFAEKuangSheng29BT200测试的内容：

断线

短路

确定线缆长度测试PROFIBUS-DP接口(主站+从站)RS485信号驱动、内部5V的RTS-信号从站的状态

是否可以访问节点多种语言SFAEKuangSheng30PG/PCBT200-Software工具包BT200PtPcable在PC上显示信号测试的结果BT200的信号输出SFAEKuangSheng31测试结果SFAEKuangSheng32自动输入系统事件事件都带有时间标记详细的解释信息可以用户自定义事件使用STEP7读取CPU的诊断缓冲区信息S7-CPU的诊断缓冲区SFAEKuangSheng33使用S7/STEP7进行硬件诊断在线视图详细的诊断信息SFAEKuangSheng34可能的情况SFAEKuangSheng35停机模式下诊断要判断CPU为什么进入“停机”模式，可按如下进行：1.选择已进入停机的CPU。2.选择菜单命令PLC＞ModuleInformation。3.选择“DiagnosticBuffer（诊断缓冲区）”选项卡。4.你可以从诊断缓冲区中最后一项判定停机的原因。如果有编程错误出现：1.输入项“STOPbecauseprogrammingerrorOBnotloaded”意味着，CPU已查到一个编程错误而且试图启动这个（不存在的）OB块去处理这个编程错误。前一条指出了实际的编程错误。2.选择与编程错误相关的信息。3.点击“OpenBlock”按钮。4.选择“Stacks（堆栈）”选项卡。SFAEKuangSheng36如果由于编程错误或停机指令使CPU进入停机状态。你可以用“IStack（中断堆栈）”“LStacks（局域堆栈）”和“NestingStack（嵌套堆栈）”按钮显示这些堆栈中的内容。堆栈内容为你提供哪个块中的哪条指令引起CPU进入停机的信息。B堆栈内容B堆栈或称作块堆栈，列出了所有停机前已经被调用但还未完全处理完的块。SFAEKuangSheng37I栈内容当你点击“Istack（中断堆栈）”的按钮时，中断点的数据则被显示。I堆栈，或称中断堆栈包含着中断时有效的数据或状态，例如：•累加器内容和寄存器内容•

打开的数据块和他们的大小•

状态字的内容•

优先级（嵌套层次）•

中断的块•

中断后程序将继续处理的块L堆栈内容对于每个列在B堆栈中的块，都可以通过选择该块并点击“LStack（局域堆栈）”按钮显示相应的局域数据。这个L堆栈，或称作局域数据堆栈，包含中断时用户程序正在工作的块的局域数据。解释和评估所显示的局域数据需要更深入地系统知识。显示的第一部分的数据相应于块中的临时变量。嵌套堆栈内容当你点击“NestingStack（嵌套堆栈）”按钮时，显示嵌套堆栈在断点处的内容。嵌套堆栈是逻辑操作A(，AN(，O(，ON(，X(和XN(使用的存储区域。只有当中断时有括号操作仍在打开，该按钮才激活。SFAEKuangSheng38扫描循环时间以免除时间错误在模板信息的“ScanCycleTime（循环扫描时间）”选项卡中可以给出有关用户程序扫描循环时间的信息。如果最长的循环时间接近组态的最大扫描循环时间，就会存在由于循环时间的波动引起时间错误的危险。如果你延长用户程序的最大循环时间（监控时间）则可以避免这种危险。如果循环长度短于组态的最小循环时间，则由CPU/FM自动延长循环至组态的最小循环时间。设置扫描循环时间当你组态硬件时，可以设置最大和最小循环时间。要做这一步，双击组态表离线视窗中的CPU/FM定义它的特性。你可以在“Cycle/ClockMemory（循环/时钟存储器）”选项卡中输入适当的值。SFAEKuangSheng39使用RS485repeater和在线诊断工具进行诊断使用诊断Repeater进行诊断40诊断Repeater确定总线的拓扑结构

在

STEP7/COMPROFIBUS上进行诊断

在诊断Repeater中继器内存储拓扑结构Slave-distance

StartTopology-Determination总线段2总线段1总线段3S7-CPUSTEP7COMPROFIBUS45678320总线上出现故障

诊断中继器通过测量信号反射的情况，确定故障的位置和类型并且以标准诊断的形式汇报故障信息41…使用PROFIBUS标准机制…自动波特率检测9,6kBaud到12MBaud…集成的Repeater功能Segment2Segment3Segment1Segment4...最多可以串连9个中继器…使用两个诊断中继器的系统DRDR…最大31从站/段

62从站使用诊断Repeater进行在线诊断SFAEKuangSheng42...使用STEP7...使用COMPROFIBUS显示故障的位置(图示):

在节点X和Y之间到节点X和Y的距离显示可能的故障类型：

断线...可能的解决方案：

例如：打上诊断电阻细节：

附加的故障信息在线诊断SFAEKuangSheng43显示拓扑结构拓扑信息节点(Master,Slaves,DRs)节点到诊断中继器的距离DR(m)“Goto“选择节点使用STEP7或者用户程序读出拓扑结构选项

显示/隐藏总线段

标记节点44诊断信息DetailanzeigezumselektiertenEreignis(Ereigniskommend):诊断缓冲区保持上10个诊断信息

带时间标记(日期与时间)

简单的诊断信息时间的解释

位置

原因

采取的措施选择DP1...DP3使用STEP7读取缓冲区的信息选择事件45自动从PLC向HMI系统汇报信息PROFIBUSHMISPSSlavePGPC从站诊断自动向HMI-System输出消息S7-DataError-InfoHMI-Data诊断信息显示SFAEKuangSheng46总线拓扑1波特率（KBit/s）9.6~187.550015003000~12000总线长度（米）1000400200100选用西门子中继器最多可以串连9个SFAEKuangSheng47„Diagnosticbundle“AccesstoFB-InfoPLC-programFB/DB125NodeoverviewDetailviewSlave-Nr:Module:Channel-No:DP-Master:Channelerror:okfailedState:1541ShortcircuitfaultyfaultChangetoDetailviewHMISingleDiagNextSlaveNextErrorButtons1413121110987654321诊断功能块FB125可以诊断CPU的集成DP接口、CP443-5、IM467，但是不包括CP342-548背景数据块的信息在OP80的程序中，使用背景数据块DB200存储从站的诊断信息，如果只想读出故障从站的站号，则只是使用FB125即可，无需对FB125的输入输出赋值。而从站的信息会自动的存储在背景数据块中。4950FC3FB125不能诊断CP342-5，此时，可以使用FC3诊断CP342-5。具体使用方法可以见帮助文件。SFAEKuangSheng51使用通信处理器进行诊断SFAEKuangSheng52在此画面下，选择监视方式，可以查看系统内的主站以及从站的信息53诊断事件下列事项将作为诊断事件显示，例如：•

模板上的内部和外部错误•

CPU中的系统错误•

操作模式改变（如，从RUN到STOP）•

用户程序中的错误•

插入/移走模板在存储器全清后诊断缓存区中的内容仍然保留。使用诊断缓冲区还可在晚些时候对系统错误进行分析，查找停机原因并对出现的每个诊断事件分类SFAEKuangSheng54SFAEKuangSheng55故障处理过程56时间错误（OB80）当有时间错误出现时CPU的操作系统调用OB80。时间错误包括以下，如：•

超过最大循环时间•

处理优先级时延迟太多,等SFAEKuangSheng57电源故障OB81SFAEKuangSheng58SFAEKuangSheng59如何在OB81中读错误代码：•

OB81中的错误代码（OB81FLTID）被读出并与事件“电池没电”（B#16#3921）的数值作比较。•

如果错误代码符合“（batteryexhausted）电池没电”的代码，程序则跳到相应指令并激活输出batteryerror。•

如果错误代码与“（batteryexhausted）电池没电”的代码不符，程序则将错误代码与“电池故障”的代码作比较。•

如果错误代码符合“电池故障”代码，程序跳转到相应标号并激活输出“

batteryerror”。否则结束该块。SFAEKuangSheng60诊断中断（OB82）说明对于一个有诊断能力的模板，如果你使能了它的诊断中断，当它检测到错误，以及错误消除时CPU的操作系统会调用OB82。（该OB在事件到来和离去时都会被调用）。编程OB82必须用STEP7在你的S7程序中将OB82作为一个对象生成。在生成的块中编写要在OB82中执行的程序，并将此程序下载到CPU中。例如，你可为以下目的使用OB82：•

要评估OB82的起动信息。•

要获得与已出现的错误有关的更确切的诊断信息。当一个诊断中断被触发时，有问题的模板自动地在诊断中断OB的起动信息和诊断缓冲区中存入4个字节的诊断数据及其起始地址。这就为你提供了错误何时出现以及出现在哪个模板上的信息。SFAEKuangSheng61在OB82中编写合适的程序，你可以进一步地评估模板的诊断数据（哪个通道出错，出现的是哪种错误）。使用SFC51RDSYSST可以读出模板的诊断数据，用SFC52WRUSRMSG可以将这些信息存入诊断缓冲区。你也可以发送一个用户定义的诊断报文到监控设备。如果没有编写OB82，当诊断中断被触发时CPU转为STOP模式。SFAEKuangSheng62

编程顺序错误（OB85）说明CPU的操作系统调用OB85：•

当一个中断OB的起动事件存在，但该OB块由于没有下载到CPU而不能被执行时。•

当访问一个系统功能块的背景数据块时出错。•

当刷新过程映象表时出错（模板不存在或出故障）。编程OB85必须用STEP7在你的S7程序中将OB85作为一个对象生成。在生成的块中编写要在OB85中执行的程序并将此程序下载到CPU。例如，你可以为以下目的使用OB85：•

要评估OB85的起动信息和判定哪个模板损坏或没插入（指定模板的起始地址）。•

用SFC49LGCGADR查找相关模板所在的槽。如果