使用组织块进行故障诊断技巧

S7-300/400 PLC的系统错误分为同步错误和异步错误。

同步错误是与程序执行有关的错误，对应的组织块是OB121和OB122。

异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无关，异步错误对应的组织块见表12-9（除去OB121和OB122的组织块外，其余的组织块）。

当CPU检测到错误时，会调用适当的组织块，见表12-9。如果没有相应的错误处理OB，CPU将进入STOP模式。用户可以在错误处理OB中编写如何处理这种错误的程序，以减小或消除错误的影响。

表12-9 错误处理组织块

用组织块诊断故障的原理就是当CPU发生故障时，调用对应的组织块，组织块中编写有对应的程序，提供故障诊断的信息，例如当模拟量模块SM331的某一通道的传感器断线了，调用OB82中的程序（假设编程序已经编写了），从而通知HMI，哪一个通道断线，这样维修工程师只要查看触摸屏就很容易查找故障了。以下用几个例子介绍OB块诊断故障的方法。

【例12-2】控制系统为S7-300和SM331，当传感器采集的电流大于16mA时报警，小于此值时停止报警，用OB82实现此功能。

解：

1）先进行硬件组态。要使用OB82诊断故障，SM331模块必须有诊断功能。硬件组态过程如下：

系统硬件组态如图12-27所示，双击“AI8x12Bit”，弹出如图12-28所示的界面，配置SM331模块的“输入（Inputs）”选项，选择0-1通道组为4线制电流（4DMU），其他通道组为“取消激活”，并注意模块的量程卡要与设置的相同。选中“启用（Enable）”框中的“诊断中断（Diagnostic Interrupt）”选项，选中“诊断（Diagnostics）”选项中的0-1通道组中的“组诊断（Group Diagnostics）”选项，并在“上限框”中输入16mA，最后单击“确定”按钮。

图12-27 硬件组态（1）

图12-28 硬件组态（2）

2）编写梯形图程序。在编写梯形图程序之前，先要掌握OB82两个变量的含义。

OB82_EV_CLASS是事件级别和标识（见表5-9），当其值为B#16#38（56），表示事件离去；当其值为B#16#39（57），表示事件到来，对应本例，就是当传感器采集到的电流大于16mA时，表示事件到来，而当传感器采集到的电流小于16mA时，表示事件离开，理解这点很重要。

OB82_MDL_ADDR就是故障发生处模板的逻辑起始地址，即模拟量模块的通道起始地址。

编写梯形图程序如图12-29所示。

图12-29 梯形图

3）运行仿真。从理论上讲，在仿真器的PIW256中输入大于22119的数字量（此数字量对应16mA的模拟量），则Q4.0置位，而在仿真器的PIW256中输入小于22119的数字量（此数字量对应16mA的模拟量），则Q4.0复位，但实际这么做不会有以上效果。正确的做法是，先把完整的程序下载到仿真器中，将仿真器置于“RUN”状态，在工具栏中单击“Execute”（执行）→“Trigger Error OB”（触发器）→“Diagostic Interrupt”（诊断中断），如图12-30所示，打开诊断中断界面。

图12-30 打开“诊断中断”界面

如图12-31所示，在“Module address”（模块地址）中输入故障模块的逻辑地址（即模拟量的通道号）“piw256”，任意选择一个可能的故障，本例选择“Channel fault”（通道故障），单击“Apply”（应用）按钮，仿真器中的Q4.0亮，如图12-32所示。同理，当去掉所有故障选项，再单击“Apply”（应用）按钮时，仿真器中的Q4.0灭。

图12-31 设置故障

图12-32 故障显示

【关键点】要利用OB82编写故障诊断的程序相对较难，关键要掌握组织块OB82的各项参数的含义。此题用指令表编写更加简洁，如下所示：

此题用指令表编写更加简洁，如下所示：

【例12-3】控制系统为S7-300、ET200、SM323和SM332，SM332输出电压信号。当电压信号断线时，能通过STEP7的参数表查看到故障信号的通道，要求用OB82实现此功能。

解：

1）硬件组态，过程如下：

首先按照如图12-33进行组态，双击“AO2∗12bIT”，弹出如图12-34所示的界面，在“输出”选项卡中，勾选“组诊断”和“诊断中断”，最后单击“确定”按钮。

图12-33 硬件组态（1）

2）创建数据块DB1，并在DB1中创建一个数组ary[0..20]，数组的容量为21B，如图12-35所示。

图12-34 硬件组态（2）

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图12-35 创建的数组

3）创建变量表VAT_1，并把需要监控的参数输入变量表，如图12-36所示，利用这个变量可以监控到故障信息。

图12-36 创建变量表

4）编写梯形图程序。在OB82中编写梯形图程序，如图12-37所示。由于S7-300/400有很强的自诊断功能，故障信息自动赋值给OB82的参数。程序的作用实际就是将OB82的所有参数信息传送到数组DB1.ary中，这样故障信息就可以在参数表中显示了。

图12-37 梯形图

5）仿真。先把完整的程序下载到仿真器中，将仿真器置于“RUN”状态，在工具栏中单击“Execute”（执行）→“Trigger Error OB”（触发器）→“Diagostic Interrupt”（诊断中断），如图12-38所示，打开诊断中断界面。

如图12-39所示，在“Module address”（模块地址）中输出故障模块的逻辑地址（即模拟量的通道号）“pqw256”，任意选择一个可能的故障，本例选择“Exernall fault”（外部故障），单击“OK”（确定）按钮，模拟外部断线。

6）监视故障。打开变量表，单击“监视变量”按钮，可以看到参数，如图12-40所示。参数的含义如下：

①MW20代表故障的累积次数。

②DB1.DBB0为16#39，表示事件到来。

③DB1.DBB5为16#55，表示为输出模块。

④DB1.DBW6为16#0100，就是输出模块的地址是PQW256（256的十六进制就是16#0100）。

⑤DB1.DBW8为16#1105（2#0001 0001 0000 0101），表示外部故障、通道故障和模块发生故障。

图12-38 打开“诊断中断”界面

图12-39 模拟故障

【例12-4】控制系统为S7-300、ET200、SM323和SM332，SM332输出电压信号。当电压信号断线时，能通过STEP7的参数表查看到故障信号的通道，要求用OB86实现此功能。

硬件组态与上例相同，0B86中的梯形图程序如图12-41所示。

创建如图12-42所示的变量表，并监控。

图12-42中变量表的含义如下：

1）DB1.DBB0为16#39，表示事件到来。

图12-40 监视故障

图12-41 梯形图

2）DB1.DBB1为16#C4，表示为从站故障。

3）DB1.DBB2为16#1A，表示OB优先级是26。

4）DB1.DBB3为16#56，表示OB编号是86。

5）DB1.DBW8为16#03FE，是从站诊断地址。

6）DB1.DBW10为16#0103，表示主站系统编号是01，从站是03。

图12-42 变量表

7）DB1.DBD12和DB1.DBD16表示事件发生的时间是13年9月15日15时17分54秒。

注意：DB1.DBD0包含DB1.DBB0、DB1.DBB1、DB1.DBB2和DB1.DBB3共四个字节。

诊断地址和DP站地址是不同的概念。选中DP网线，如图12-43所示，1022就是16#03FE。选中从站IM153-1上的PROFIBUS，即可看到从站诊断地址。

图12-43 诊断地址