Романов В.П. Учебно-методическое пособие. Сопровождение, диагностика и техническое обслуживание автоматизированных систем управления технологическими процессами на основе программируемых логических контроллеров S7 фирмы Siemens
Подождите немного. Документ загружается.
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
21
Для записи информации по статусу программы требуется дополнительное рабочее
время в программном цикле. По этой причине для целей отладки вы можете выбрать два
рабочих режима: режим отладки и режим процесса.
Рисунок 14 - Выбор режимов отладки
В режиме отладки (debug mode) все функции отладки могут использоваться без
ограничения. Данный режим можно избрать, например, для отладки блоков без
подключения к системе, так как это может значительно увеличить время исполнения
цикла.
В режиме обработки (process mode) внимание уделяется сведению к минимуму
увеличения времени цикла, что приведет к возникновению ограничений отладки,
например, в программных циклах (отображаются не все циклические проходы).
В CPU, оснащенных соответствующим образом, установить рабочий режим вы мо-
жете во время параметризации CPU на вкладке «Protection» («Защита»). Если режим
отладки выбран во время параметризации CPU, то изменить его вы сможете только путем
повторной параметризации. В противном случае он может быть изменен в отображаемом
диалоговом окне. Установленный режим работы отображается по ко манде меню Debug —
> Operation (Отладка —> Операция) см. рисунок 14 .
Управление переменными в режиме статуса программы
Встроенные функции программы «SIMATIC Manager» позволяют оперативно
изменить состояние переменных (ячейки из области М, а также блоки данных) в режиме
статуса. Для этого, выделите операнд, и выполните функцию "Modify" из контекстного
меню.
Рисунок 15 - Управление переменными в режиме статуса программы
Функция "Go To Location"
Если выделить ячейку памяти и вызвать функцию "Go То Location", то откроется
соответствующее окно, в котором можно увидеть все случаи использования данной
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
22
переменной. Выделив нужную строку и нажав кнопку "Go To", Вы перейдете в новую
точку для режима статуса или отображения.
Рисунок 16 - Вызов функции "Go To Location"
Точки останова
С помощью этой функции пользователь можете отлаживать программу, созданную
на языке STL в пошаговом режиме. Это особенно полезно во время написания программы,
например для отладки циклов.
Можно устанавливать несколько точек останова в зависимости от CPU. Выбрать
функции точек останова можно в редакторе выбрав пункт меню «Test» или посредством
Breakpoint Bar (Панель инструментов для точек останова).
Перед отладкой убедитесь в выполнении следующих требований:
Должны быть включен режим "Test Operation (см. рисунок 15);
Отлаживаемый блок должен быть открыт в режиме «online».
Во время активации точки останова CPU останавливается на данном выражении.
Выходы деактивируются по соображениям безопасности.
Примечание: Данная функция реализована только в некоторых версиях CPU
(например, CPU 314-1AE03).
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
23
Поиск логических ошибок
Для поиска логических ошибок, следует использовать инструменты "Program
Status" и "Reference Data" (ссылки).
Распространенная причина ошибок - повторное присваивание адресов. Это
означает, что адрес используется в различных местах программы. Такие ошибки легко
найти с помощью "Reference Data" (в SIMATIC Manager или LAD/STL/FBD редакторе
через меню Options -> Reference Data -> Display).
Рисунок 18 - Вызов окна «ссылки»
Перекрестные ссылки
Вы открываете список перекрестных ссылок, выбирая команду меню View -> Cross
References или кликнув мышью на соответствующую кнопку.
Список перекрестных ссылок является списком адресов, использованных в
конкретной пользовательской программе.
Кликнув на выбранное место использования операнда, запускается редактор с
указанным блоком и сегментом.
Вы можете выбрать адрес в списке перекрестных ссылок, а далее выбра ть меню
View -> Cross References for Address . При этом откроется новое окно, содержащее
перекрестные ссылки только для выбранного адреса.
Рисунок 17 - Порядок использования точек останова
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
24
Рисунок 19 - Окно перекрестных ссылок
Таблица используемых ячеек (план использования)
Этот список дает обзорный план, из которого видно, какие биты и в каких байтах
областей памяти I, Q, М, Т, С использованы в вашей программе. Вызывается используя
команду меню View -> Assignment или кликнув мышью на соответствующую кнопку.
Рисунок 20 - Таблица используемых ячеек
Структура программы
Структура программы показывает иерархию вызовов блоков в программе. В
колонке Local показывается глубина использования локального стека для блоков ОВ и для
вызываемых блоков.
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
25
Используемые символы:
Нормальный вызов блока (CALL FC1)
Безусловный вызов блока (UC FC1)
Условный вызов блока (СС FC1)
Блок данных
Рекурсия (вызов блока из самого себя)
Блок не вызывается
Рисунок 21 - Структура программы
Сравнение блоков
Одной из причин возникновения ошибок (обычно в случае нескольких
пользователей) может быть различие между программами в проекте и в CPU. Поэтому
поиск логических ошибок (нарушения в логике работы программы) проще начинать со
сравнения блоков.
Можно сравнить блоки online и offline или в двух программах пользователя на
жестком диске программатора.
С помощью этой функции, можно определить, какие программные коррекции были
сделаны в CPU позже и, в каком сегменте блоки отличаются.
Порядок действий (рисунок 22):
1. Правой кнопкой мыши, выберите папку блоков в S7-программе
2. Выберите команду меню Compare Blocks.
3. Выберите, хотите ли Вы сравнить online/offline или 2 offline программы и
подтвердите нажатием кнопки «ОК».
4. В окне будут показаны блоки, которые отличаются.
5. Выберите строку, в которой определено различие и нажмите кнопку «Details».
6. В окне "Compare Blocks - Details" (сравнение блоков - детали), Вы можете
установить, когда блок был модифицирован и был ли изменен размер блока.
7. После выбора кнопки "Go To..." отличающиеся блоки, например, online и
offline, открываются в двух окнах и показываются сегменты, в которых было найдено
первое отличие.
Изменения программы могут быть сделаны только в окне offline.
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
26
Рисунок 22 - Выполнение сравнения блоков
Блоки ошибок
При возникновении большинства ошибок операционная система CPU вызывает
различные организационные блоки (ОВ) в зависимости от типа ошибок. При отсутствии
данных блоков CPU переходит в STOP (кроме ОВ81, ОВ84). Ниже приведена таблица ОВ
ошибок.
Тип ошибки
Пример
Error
OB
Ошибка
программы
Вызываемого блока нет в CPU
ОВ 121
Ошибка
доступа
Прямой доступ к модулю, который неисправен или
неправильно указан
ОВ122
Ошибка
времени
Превышено максимального время цикла
ОВ80
Дефект блока
питания
Неисправность резервной батареи
ОВ81
Диагностическ
ое прерывание
Обрыв проводов на входах модуля,
поддерживающего диагностику
ОВ82
Неисправность
CPU
Ошибка в памяти операционной системы
ОВ84
Ошибка
выполнения
программы
Ошибка обновления области отображения
(неисправность модуля)
ОВ85
Неисправность
стойки
Неисправность удаленной стойки или DP Slave
ОВ86
Коммуникацио
нная ошибка
Ошибка в передаче "Global Data"
ОВ87
Блоки ошибок подготавливаются пользователем. В простейшим случаи блок ОВ может
быть "пустым", т.е. не содержать команд пользователя.
Программные средства обработки ошибок
Когда обнаруживаются ошибки в обработке программы (синхронные ошибки) и
ошибки в программируемом контроллере (асинхронные ошибки), CPU вызывает
соответствующий организационный блок (ОВ) для обработки ошибки:
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
27
Ошибка
ОВ для ошибки
Ошибка резервирования ввода/вывода
ОВ70
Ошибка резервирования CPU
ОВ72
Ошибка времени
ОВ80
Сбой источника питания
ОВ81
Диагностическое прерывание
ОВ82
Прерывание при вставке/снятии модуля
ОВ83
Отказ аппаратных средств CPU
ОВ84
Ошибка класса приоритета
ОВ85
Отказ стойки или отказ станции в децентрализованной периферии
ОВ86
Ошибка связи
ОВ87
Ошибка программирования
ОВ121
Ошибка доступа для ввода/вывода
ОВ122
Если соответствующий OB отсутствует, то CPU переходит в режим STOP. В
противном случае в ОВ может содержать команды относительно того, как он должен
реагировать на такую сбойную ситуацию. Это означает, что воздействие ошибки мож но
уменьшить или устранить.
Пример использования организационного блока ошибки ОВ81
Используя локальные данные (стартовую информацию) в ОВ ошибки, Вы можете
оценить тип произошедшей ошибки.
Например, если CPU обнаруживает неисправность батареи, то операционная
система вызывает ОВ81 (см. рисунок).
Рисунок 23 - Порядок использования ОВ81
Локальные данные организационного блока ошибки ОВ81
Таблица 4 показывает временные переменные, которые должны быть описаны в
этом случае в таблице описания переменных ОВ81.
Символ Battery error [сбой батареи] (BOOL) должен быть идентифицирован как
выход (например, Q 4.0) так, чтобы другие части программы могли обращаться к этим
данным.
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
28
Таблица 4 - Временные переменные блока OB81
Описание
Имя
Тип
Объяснение
TEMP
OB81EVCLASS
BYTE
Класс ошибки/Идентификатор ошибки 39хх
TEMP
OB81FLTID
BYTE
Код ошибки:
B#16#21 = по крайней мере, одна батарея резервного
питания CPU истощена
1)
B#16#22 =нет резервного напряжения в CPU
b#16#23 =отказ источника питания 24 В в CPU
1)
B#16#31 =по крайней мере, одна батарея резервного
питания стойки расширения истощена
1J
b#16#32 =нет резервного напряжения в стойке
расширения
1)
B#16#33 =отказ источника питания 24 В стойки
расширения
1)
TEMP
OB81 PRIORITY
BYTE
Класс приоритета = 26/28
TEMP
OB810BNUMBR
BYTE
81 = ОВ81
TEMP
OB81RESERVED1
BYTE
Зарезервировано
TEMP
OB81RESERVED2
BYTE
Зарезервировано
TEMP
OB81MDLADDR
INT
Зарезервировано
TEMP
OB81RESERVED3
BYTE
Имеет смысл толbко для кодов ошибки В#16#31, В#16#32,
В#16#33
TEMP
OB81RESERVED4
BYTE
TEMP
OB81RESERVED5
BYTE
TEMP
OB81RESERVED6
BYTE
TEMP
OB81DATETIME
DATE ANDTI
ME
Дата и время запуска ОВ
1)
= = нет в случае S7-300
Типовая программа для организационного блока ошибки ОВ81
Типовая программа на языке STL показывает, как Вы можете считывать код
ошибки в ОВ81.
Программа структурирована следующим образом:
• В ОВ81 (ОВ81FLTID) считывается код ошибки и сравнивается со значением для
события "battery exhausted [истощение батареи]" (В#16#3921).
• Если код ошибки соответствует коду события "battery exhausted [истощение батареи]",
то программа переходит к метке Вегг и активизирует выход batteryerror.
• Если код ошибки не соответствует коду события "battery exhausted [истощение
батареи]", то программа сравнивает этот код с кодом события "battery failure [отказ
батареи]".
• Если код ошибки соответствует коду события "battery failure [отказ батареи]", то
программа переходит к метке Вегг и активизирует выход batteryerror. В противном
случае блок завершается.
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
29
Рисунок 24 - Пример листинга программы
Вывод сообщений (функция CPU Messages)
Запуск этой функции позволяет немедленно отобразить сообщение об ошибке на
экране программаторе (PG) или устройстве HMI. Окно сообщения выводится поверх
других окон на PG или ОР, как только CPU перейдет из-за ошибки в STOP . Используя в
программе системные функции (SFC17, SFC18), Вы можете также выводить
пользовательские сообщения, содержащие собственные тексты и, при необходимости,
значения переменных.
Рисунок 25 - Вызов функции CPU Messages
Бокс "W" активируется для приема системных и пользовательских диагностические
сообщения.
Бокс"А", активируется для приема сообщения, передаваемых через системн ые
функции (ALARM-функции).
Вы можете модифицировать размер архива (40 - 3000 сообщений) или очистить
архив через функцию меню "Option -> Customize". Архив сообщений можно сохранить,
например, в текстовом файле с помощью функции "Flle->Export Archive".
Перекомпоновка программы
Необходимость перекомпоновки программы возникает, если в результате
диагностики системы установили, что во входном блоке неисправен канал (например, I
Романов В. П. Диагностика и техническое обслуживание АСУ ТП на основе ПЛК S7 фирмы Siemens
30
16.7). В этом блоке еще не все входы заняты, так что для устранения неисправност и
можно переключиться на свободный канал.
После перемонтажа должна, быть адаптирована программа к новому аппаратному
обеспечению. Значит, везде, где был запрограммирован неисправный вход (в нашем
случаи I16.7), он должен заменяться на исправный вход (допустим, что на I 17.0).
Программа пользователя может быть перекомпонована (каждый опрос операнда
116.7 должен быть заменен на 117.0) тремя способами:
• Перемонтаж с помощью SIMATIC Manager: указание старых и новых
операндов. Этот метод не предполагает использования таблицы символов (Symbol Table).
• Перемонтаж с помощью таблицы символов с использованием "приоритета
символов"
• Перемонтаж с помощью исходного текста программы. При этом требуется
таблица символов
Перекомпоновка с помощью SIMATIC Manager
Вне зависимости от таблицы символов, старый адрес (I 16.7 в примере) заменяется
в программе пользователя новым (I 17.0 в примере). Первоначальный блок
перезаписывается новым, „перемонтированным" блоком.
При перемонтаже с помощью SIMATIC® Manager, должен быть установлен
"Приоритет : Абсолютных значений" в свойствах объекта Blocks.
Блоки, в которых необходимо произвести замену должны быть выделены перед
запуском процедуры
Следует учитывать, что при активации этой опции, все отдельные биты указанного
байта, слова или двойного слова будут также переназначены. В примере, I16.7, является
отдельным "старым адресом " из байта IB 16, переназначается отдельному входу 117.0
входного байта IB 17.
Порядок действий (рисунок 26):
1. Закройте LAD/STL/FBD редактор для уверенности, что блоки не обрабатываются
2. В SIMATIC® Manager, выделите папку Blocks или те блоки, в которых необходимо
сделать переназначения
3. Запустите перемонтаж: SIMATIC® Manager -> Options -> Rewiring...
4. Введите старые и новые операнды, если необходимо, активируйте "Аll accesses
within the specified addresses" (Все доступные в пределах определенных адресов (не
для периферийных устройств))в экране Rewire
5. Нажмите "OK".
Рисунок 26 - Перекомпоновка с помощью SIMATIC Manager
После перекомпоновки, Вы можете распечатать протокол, который показывает -
сколько изменений в каком блоке было произведено.