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IO板 MC1790L811F02   A5E03410206

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6EP1961-3BA10       西門子SITOP電源

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1.1 項目介紹
圖 1 PROFINET IO網絡拓撲，用于SFC51/SFB52/SFB54的診斷。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE X交換機和ET200S, ET200Eco作為IO設備進行連接。

圖 1 PROFINET IO網絡拓撲   電 話：（同號）

本例中使用到的主要硬件和軟件如下：

1.2 硬件組態
按照1.1中的硬件在Step7中進行組態。然后分配設備名，下載組態數據到CPU319中，具體設置設備名以及完成PROFINET通訊，請參考下載中心《S7-300 PROFINET IO 通訊快速入門》72325620

圖 2 Step7的硬件組態

其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”總線的100表示PROFINET總線的序號。IO設備例如SCALACNE X和ET200上從1到5，表示PROFINET IO的設備號。

2 SFC51診斷

2.1 介紹
系統狀態列表(SSL)用于描述可編程邏輯控制器的當前狀態。SSL的內容只能通過系統功能進行讀取，而不能修改。換言之，部分列表是虛擬列表，只是在有特殊請求時由CPU的操作系統所創建。
SFC 51 “RDSYSST” 系統功能用于讀取 “系統狀態列表” (簡寫為SSL)，部分列表或 CPU 的 SSL 列表摘錄。對于 PROFINET IO，這些 SSL包含了 I/O 模塊，PROFINET IO 主站系統或實際控制器的狀態信息。當選擇所用的、特別是在一個中斷或啟動 OB 中使用的 SSL ID 時，必須注意的是 SFC 僅能同步執行。如果執行 SFC 之后，Busy 位激活表明幾個循環執行一次 SFC，數據還沒有*讀出，因此數據是無效的。接收到的系統狀態列表數據記錄包括了診斷 PROFINET IO 設備上的信息概覽。
PN通信部分列表是虛擬列表，只是在有請求時由CPU的操作系統所創建。虛擬列表來自 CPU 內部的PN IO控制器的緩沖區，緩沖區由控制器的啟動和ALARM信息進行維護和刷新。
可以使用在PROFINET IO診斷的SSL_ID:

通過SFC51只能獲取站或模塊的狀態信息，例如，丟站，或者該模塊有錯誤，并不能獲取模板的故障的詳細信息，例如哪一個模板的通道發生斷線，短路等。

2.2 編程   電 話：（同號）
這里使用SFC51來讀取每一個站點的實際狀態，判斷該站是否發生丟站故障。在PLC中添加并下載空的OB86，防止測試丟站時，發生CPU停機現象。當然也可以使用OB86來讀取每一個IO設備的實際狀態，但需要更多的編寫程序，關于使用OB86來獲取IO站點的狀態信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

在OB1中加入SFC51，關于參數設置，點擊“F1”參考SFC51在線幫助。程序示例如下：

CALL "RDSYSST"
REQ :=M0.0
SZL_ID :=MW2
INDEX :=MW4
RET_VAL :=MW6
BUSY :=M0.1
SZL_HEADER:=DB1.SSL_HEADER
DR :=DB1.RECORD

按照上表在變量表中設置SSL_ID=0294 (MW2)和INDEX=16#64 (MW4)，其中16進制64的十進制為100，表示PROFINET總線的序號，請參考圖 2 Step7的硬件組態。添加要查看的變量，并使能M0.0為1。其中讀取到的數據記錄個數為1 (DB1.DBW2)，該數據記錄的長度為258bytes (DB1.DBW0)。DB1.DBW4表示PROFINET總線的序號，這里為100 (64H) 。對于DB1.DBB6為2#0011_1111，其中bit0表示組信息，如果為1，表示至少有一個IO設備與IO控制器進行通訊，如果為0，表示IO站點全部丟失。Bit1~Bit5表示設備號1~5的IO設備的狀態，1表示IO設備存在，0表示IO設備丟站。至于其它Bit和高字節中的Bit依次類推，表示對應IO設備的狀態。

圖 3 根據變量表查看設備狀態

根據這些位Bit1~5，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方與PLC通訊的HMI上進行顯示，方便用快速發現和維護現場故障。

3 SFB52診斷

3.1 介紹
SIMATIC S7 診斷數據記錄提供了附加的詳細信息的診斷性能。系統功能塊SFB 52 “RDREC” 用于讀取這些數據記錄。
調用時，系統功能塊對要診斷的站ID進行尋址，并以 INDEX 參數標明要讀出的數據記錄。這可能是*機架或分布式組件(PROFIBUS DP或PROFINET IO)中的一個模塊。如果沒有診斷信息，則系統功能塊執行后沒有輸出。由于 SFB 52 “RDREC” 是一個異步執行的 SFB，即執行過程橫跨幾個 SFB調用，因此該塊只能在循環操作中使用。不能在診斷 OB 或定時中斷 OB 中使用。除了出錯的精確位置外，SFB 52 診斷數據記錄還包含發生錯誤的類型信息。為了進一步分析，可對該信息進行評估。
在MLEN中要讀取的zui多字節數。目標區域RECORD的選定長度至少應等于
MLEN字節的長度。輸出參數VALID如為TRUE，則表明已將數據記錄成功傳送到目標區域RECORD中。此時，輸出參數LEN包含所取得的數據的長度(以字節計)。輸出參數ERROR用以指示是否發生數據記錄傳送錯誤。如果發生錯誤，則輸出參數STATUS包含錯誤信息。
該功能塊屬于狀態驅動類型，可以在OB1或者其它循環OB塊中調用，用于讀取診斷記錄或者組態記錄等數據記錄。
PROFINET IO 設備模型說明了模塊化和緊湊型現場設備的結構。 它根據 PROFIBUS DP 的基本特性構建。子模塊和 API 的定義已添加至設備模型，以增加 IO 設備的靈活性。
一個 PROFINET IO 設備包括一個或多個“邏輯設備”， 這些設備依次包含一個或多個 API（應用程序進程標識符），至少包含 API 0。
設備的特性通過IO設備的基于XML的GSD(General Station Description)文件來描述。可以通過PROFINET XML Viewer來讀取GSDXML文件。
涉及到分級的概念，AP，API，SLOT，SUBSLOT。每個尋址級別都有一組可用的診斷記錄和組態記錄。 通過記錄編號的首字母來區別各記錄組的診斷級別，如下圖 4 診斷級別。關于PROFINET IO設備模型和診斷的數據記錄結構請參考 19289930

圖 4 診斷級別

3.2 編程
這里使用SFB52來讀取ET200S IM151-3PN FOC站點輸出模塊的狀態，例如斷線等，參考圖 5 ET200S FOC的硬件組態列表。在PLC中添加并下載空的OB82，防止測試斷線故障時，發生CPU停機現象。當然也可以使用OB82來讀取IO設備的模塊狀態信息，但需要更多的編寫程序，關于使用OB82來獲取IO站點的模塊的狀態信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

圖 5 ET200S FOC的硬件組態列表

雙擊該站的2DO DC24V/0.5AHF模板，設置使能通道0相關的診斷“斷線”，參考圖 6 ET200S 2DO模塊的參數設置。

圖 6 ET200S 2DO模塊的參數設置

在OB1中加入SFB52，關于參數設置，點擊“F1”參考SFB52在線幫助。程序示例如下：

CALL "RDREC" , DB52
REQ :=M0.2
ID :=MD8
INDEX :=MW12
MLEN :=MW14
VALID :=M0.3
BUSY :=M0.4
ERROR :=M0.5
STATUS:=MD18
LEN :=MW22
RECORD:=DB2.DB_RECORD

按照需要上表在變量表中設置ID=16#00008002 (MD8)和INDEX=16#800A (MW12)，其中8002表示該輸出模板的邏輯地址，請參考圖 4 ET200S FOC的硬件組態列表。添加要查看的變量，并使能Q2.0為1，此時激活斷線故障，DO模板、ET200S FOC接口模板以及CPU的SF燈亮。設置MLEN (MW14) 的數據長度為100，需要大于或等于實際讀取到的數據記錄的長度，否則無法讀到相關的診斷的信息。然后使能M0.2為1，讀取到的數據記錄如下圖 7 診斷數據記錄。其中zui后一個字DB2.DBW24為16#0006，表示在該站的2 (DB2.DBW10) 號槽，1 (DB2.DB12) 號子槽的通道0 (DB2.DBW20) 發生“斷路”故障，參考圖 8 ChannelErrorType編碼。更多詳細的通道故障類型信息，請參考 19289930
也可以更高一級的診斷級別，例如AR級，設置ID=16#00001FDF (MD8) 接口模板的診斷地址和INDEX=16#E00A (MW12) 也可以讀取到相同的診斷數據記錄，不過由于該級別zui高，那么可以獲得該站的各個模板和各個通道的詳細診斷信息。
根據故障類型的編碼，可以很方便的在WinCC/WinCC Flexible中或任何第三方與PLC通訊的HMI上設置診斷信息并進行顯示，方便用快速發現和維護現場故障。
需要注意在Step7中調用SFB52時，不要一直觸發REQ，也就是說REQ不要一直為1，在需要的時候調用該功能塊，因為一味的觸發會占用PLC更多的資源和占用更多的帶寬。

圖 7 診斷數據記錄

圖 8 ChannelErrorType編碼

4 SFB54診斷

4.1 介紹   電 話：（同號）
SFB "RALRM" 從外圍設備模塊(集中結構)或從DP從站或PROFINET IO設備組件
接收中斷及其所有相應信息。然后將此信息提供給輸出參數。
帶有附加詳細輸出參數中的信息包含被調用OB的啟動信息以及中斷源的信息。由于要檢查外圍設備中斷，故只能在由CPU操作系統啟動的中斷OB中調用SFB 54。中斷 OB 外的 SFB 54“RALARM” 調用是不*的，因為此時不能獲取診斷狀態的重要信息。

在TINFO和AINFO數據緩存中，AINFO中的USI=16#8000 (WORD 26) 時快速獲得診斷的一些重要信息如下：
TINFO 的 WORD 20 站號.
AINFO 的 WORD 4 中斷類型
WORD 12 插槽號（SLOT）
WORD 28 通道號（CHANNEL）
WORD 32 出錯類型

4.2 編程
這里使用SFB54來捕獲ET200S IM151-3PN FOC站點輸出模塊的中斷狀態，例如斷線等，參考圖 5 ET200S FOC的硬件組態列表。在OB82中添加SFB54，用于捕獲斷線故障。當然也可以使用OB82來讀取IO設備的模塊狀態信息，但需要更多的編寫程序，關于使用OB82來獲取IO站點的模塊的狀態信息，請參考下載中心《使用OB8x診斷SIMATIC PLC(PN) 》87668286

雙擊該站的2DO DC24V/0.5AHF模板，設置使能通道0相關的診斷“斷線”，參考圖 6 ET200S 2DO模塊的參數設置。

在OB82中加入SFB54，關于參數設置，點擊“F1”參考SFB54在線幫助。程序示例如下：

L #OB82_MDL_ADDR
T MD 30
CALL "RALRM" , DB54
MODE :=1
F_ID :=MD30
MLEN :=1000
NEW :=M1.0
STATUS:=MD36
ID :=MD40
LEN :=MW44
TINFO :="TINFO".TINFO
AINFO :="AINFO".AINFO

在變量表中添加TINFO和AINFO的數據記錄。其中TINFO的WORD20為8005，表示PROFINET總線序號為100的系統中站號5發生故障。根據圖 9 AINFO變量表，可知AINFO中的DB4.DBW32為16#0006，表示在該站的2 (DB4.DBW12) 號槽，1 (DB4.DB14) 號子槽的通道0 (DB2.DBW28) 發生“斷路”故障，參考圖 8 ChannelErrorType編碼。更多詳細的通道故障類型信息，請參考 19289930