Profibus诊断（技术讲解）

1PROFIBUS DPPROFIBUS DP简介以及简介以及系统诊断系统诊断2总线协议Profibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线总线。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37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36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，可实现总线总线供电与本质安全防爆。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。3PROFIBUS-DP使用主从方式PROFIBUS DP protocol被动站点的轮询被动站点的轮询(从站设备从站设备)主动的站点主动的站点,主站设备主站设备PLC4PROFIBUS-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56多主站时令牌的传递7S7系统中的DP接口1 1：集成在：集成在CPUCPU上的接口（上的接口（CPU315-2DPCPU315-2DP、CPU414-3)CPU414-3)2:2:通过通过IM(IM(接口模板）或接口模板）或CP(CP(通信处理器）插入的通信处理器）插入的DPDP接口（接口（IM467IM467、CP342-5CP342-5、CP443-5)CP443-5)主动节点可以得到令牌，主动节点可以得到令牌，可以进行编程、监控控制可以进行编程、监控控制8DPDP主站的类型主站的类型1 1类主站类主站：主站循环控制从站。：主站循环控制从站。2 2类主站类主站：设备的参数化及诊断。：设备的参数化及诊断。DPDP从站的类型从站的类型紧凑形紧凑形DPDP从站从站：DPDP从站输入和输出区不能更改从站输入和输出区不能更改,如如 ET200B.ET200B.模块化模块化DPDP从站从站：DPDP从站输入和输出区可以更改从站输入和输出区可以更改,如如 ET200MET200M等等.智能智能DPDP从站从站：DPDP从站是从站是CPUCPU站。站。9总线示例10主站之间数据交换11可能的故障布线不正确布线不正确 /总线电缆安装不正确总线电缆安装不正确DPDP主站以及主站以及DPDP从站组态错误从站组态错误 相关相关 PROFIBUS DP PROFIBUS DP 网络组态错误网络组态错误 在在 CPU CPU 内编程寻址的从站地址错误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，否则整个使用终端电阻的站点不能断电，否则整个网络瘫痪网络瘫痪12总线电缆安装不正确总线电缆安装不正确注意进线和出线的顺序13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；14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 SIMATIC Manager 的 PLC Reachable Nodes.通过Options Set PG/PC interface.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；153.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?4.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；16SFC14、SFC15的应用DP-MasterDP-MasterProfibusProfibusDPDP通信区为通信区为3 3个字个字节或大于节或大于4 4个字节个字节完整的数据时需完整的数据时需要调用要调用SFC14/SFC15.(SFC14/SFC15.(变频变频器器PKW)PKW)3 3个字节或大于个字节或大于4 4个字节，数据完整性为个字节，数据完整性为“TOTAL TOTAL LENGTH”LENGTH”（数组变量）需要调用（数组变量）需要调用SFC14/15SFC14/15。17FC1、FC2的作用FC1FC1（DP_SEND)DP_SEND)、FC2(DP_RECV)FC2(DP_RECV)是是CP342-5CP342-5作为主站和从作为主站和从站的通信功能块。站的通信功能块。只组态而没有调用只组态而没有调用FC1FC1、FC2FC2，通信不能建立，通信不能建立18诊断必须随时可用诊断必须随时可用安装安装启动启动操作过程操作过程不同阶段的诊断情况19调试期间操作安装期间PROFIBUS PROFIBUS 诊断随时可用诊断随时可用故障预防故障预防物理诊断物理诊断使用使用SimaticSimatic S7 S7进进行诊断行诊断PROFIBUS系统20快速连接快速连接.简单、快速、安全简单、快速、安全 PROFIBUS!插入线插入线按下按下结束结束剥去绝缘层剥去绝缘层安装时21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22剥线介绍23电缆安装24首尾站点进线25中间站点连接2635 35 出线出线可以方便应用于可以方便应用于 S7-400 PLCS7-400 PLC以及以及CPCP上上可以带或者不带可以带或者不带sub-dsub-d接头接头其它快速连接的优势依旧其它快速连接的优势依旧35出线的PROFIBUS接头27使用BT 200进行物理检测检查断线、短路等检查断线、短路等.无需无需 PROFIBUS 经验即可经验即可.离线模式离线模式28BT 200测试的内容：测试的内容：断线断线 短路短路 确定线缆长度确定线缆长度测试测试 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP 接口接口(主站主站+从站从站)RS485 RS485 信号驱动、内部信号驱动、内部5V5V的的RTS-RTS-信号信号从站的状态从站的状态 是否可以访问节点是否可以访问节点多种语言多种语言29PG/PCPG/PCBT 200-SoftwareBT 200-Software工具包工具包BT 200BT 200PtPPtP cable cable在在 PCPC上显示信号测试的结果上显示信号测试的结果BT 200的信号输出30测试结果31自动输入系统事件自动输入系统事件事件都带有时间标记事件都带有时间标记详细的解释信息详细的解释信息可以用户自定义事件可以用户自定义事件使用使用STEP7STEP7读取读取CPUCPU的诊断缓冲区信息的诊断缓冲区信息S7-CPU的诊断缓冲区32使用 S7/STEP7 进行硬件诊断在线视图在线视图详细的诊断信息详细的诊断信息33可能的情况34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PLCModule Information。3.选择“Diagnostic Buffer（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“STOP because programming error OB not loaded”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“Open Block”按钮。4.选择“Stacks（堆栈）”选项卡。35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“I Stack（中断堆栈）”“L Stacks（局域堆栈）”和“Nesting Stack（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。36I栈内容当你点击“I stack（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“L Stack（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“Nesting Stack（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。37扫描循环时间以免除时间错误在模板信息的“Scan Cycle Time（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/Clock Memory（循环/时钟存储器）”选项卡中输入适当的值。38使用使用 RS 485 repeater和在线诊断工具进行诊断和在线诊断工具进行诊断使用诊断Repeater进行诊断39诊断Repeater确定总线的拓扑结构 在 STEP7/COM PROFIBUS 上进行诊断 在诊断Repeater中继器内存储拓扑结构Slave-distanceSlave-distanceStart Topology-Determination总线段总线段 2 2总线段总线段 1 1总