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西門子CPU6ES7 414-3XM05-0AB0

：鐘濤
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TIM4R-IE在SINAUT系統(tǒng)中可以通過(guò)以太網(wǎng)口連接S7-300/S7-400的PLC，也可以直接連安裝在S7-300的背板總線上。

下面是這兩種情況的組態(tài)步驟

通過(guò)以太網(wǎng)口連接S7-400 PLC（如下圖1）

圖1  TIM4R-IE通過(guò)以太網(wǎng)連接PLC

TIM4R-IE組態(tài)步驟如下：

1、在項(xiàng)目下插入S7-300站，打開S7-300的硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)的界面里插入S7-300的機(jī)架。然后在機(jī)架的第四槽中插入TIM4R-IE模塊（如圖2所示）

2、雙擊TIM4R-IE模塊，打開屬性窗口，在屬性窗口里選擇不同的選項(xiàng)卡，可以設(shè)置時(shí)鐘同步、以太網(wǎng)的IP地址等參數(shù)。

3、編譯硬件組態(tài)，編譯完成后會(huì)生成TIM4R-IE的SDB數(shù)據(jù)塊，下載整個(gè)硬件組態(tài)到TIM4R-IE中。就完成了對(duì)TIM4R-IE的組態(tài)。

圖2  TIM4R-IE的硬件組態(tài)

  通過(guò)以背板總線連接到S7-300 PLC（如下圖3）

圖3  TIM4R-IE通過(guò)背板總線連接PLC

TIM4R-IE組態(tài)步驟如下：

1、在項(xiàng)目下插入一個(gè)S7-300站，打開S7-300的硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)的界面里插入S7-300的機(jī)架。在第二槽中插入CPU315-2DP，然后在機(jī)架的第四槽中插入TIM4R-IE模塊（如圖4所示）

2、雙擊TIM4R-IE模塊，打開屬性窗口，在屬性的窗口里選擇不同的選項(xiàng)卡，可以設(shè)置時(shí)鐘同步、以太網(wǎng)的IP地址等參數(shù)，這里需注意的是在“Option”的選項(xiàng)卡中勾選“Save Configuration data on the CPU”。

3、編譯硬件組態(tài)，編譯完成后會(huì)生成CPU SDB數(shù)據(jù)塊，里面包括有TIM4R-IE的相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊，下載整個(gè)硬件組態(tài)到CPU中，就完成了對(duì)TIM4R-IE的組態(tài)。

SIMATIC S7-300和S7-400使用廣泛，應(yīng)用在各行各業(yè)的工業(yè)環(huán)境中。在調(diào)試和使用PLC和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，發(fā)生一些PLC或者網(wǎng)絡(luò)故障是不可避免的。故障出現(xiàn)后，用戶可能無(wú)法從上位機(jī)獲取相關(guān)診斷信息，只有通過(guò)連接PG到PLC上，使用Step7在線的方式或者查看CPU的診斷信息來(lái)分析和判斷故障原因，根據(jù)所提示的內(nèi)容來(lái)解決現(xiàn)場(chǎng)問題。
但是通過(guò)上述方法，由于獲取故障信息緩慢，從而不能快速有效的解決現(xiàn)場(chǎng)問題。西門子對(duì)于PLC和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)提供多種多樣的診斷方式，包括使用故障組織塊例如OB82,OB86，診斷功能塊，例如SFC51,SFC13,SFB52等，使用RSE/WinCC/WinCC flexible方式，使用Web服務(wù)（集成在新的PN CPU中），使用已有的診斷方式，例如FB126，或者使用Maintenance station(維護(hù)站)等方式。其中使用 OB8x ( 359 KB ) 是zui簡(jiǎn)單zui基本的獲取基本故障信息的方法，同時(shí)也可以配合診斷功能塊進(jìn)行詳細(xì)故障的診斷。
SIMATIC PLC判斷發(fā)生故障，會(huì)立即調(diào)用相應(yīng)的故障組織塊OB，如果PLC中沒有加入相應(yīng)的組織塊PLC可能會(huì)停機(jī)，停機(jī)的目的就是保證生產(chǎn)過(guò)程處于安全狀態(tài)。如果使用OB8x而沒有編寫任何診斷程序在用戶程序中，PLC雖然不會(huì)因?yàn)榘l(fā)生故障而停機(jī)，但是這種方式并不可取。不能讓產(chǎn)生故障的PLC仍無(wú)條件的運(yùn)行，因?yàn)檫@種方式可能導(dǎo)致生產(chǎn)處于某種危險(xiǎn)的狀態(tài)。例如，當(dāng)DO模塊發(fā)生斷線故障，相關(guān)的控制設(shè)備因此停止，但是DO可能并沒有獲取故障信息而停止輸出，如果維護(hù)人員檢查故障并做好接線后，DO會(huì)立刻輸出控制信號(hào)導(dǎo)致相應(yīng)的控制設(shè)備動(dòng)作，這可能會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)人員或者設(shè)備的傷害。的方式之一就是通過(guò)OB8x獲取故障信息，然后通過(guò)編程連鎖該輸出信號(hào)，使其輸出為“0”，當(dāng)維修完畢后，通過(guò)用戶確認(rèn)后（例如上位機(jī)界面中的操作按鈕），然后再輸出信號(hào)“1”。所以使用OB8x就是快速的獲取故障信息，然后根據(jù)此類故障進(jìn)行條件式的監(jiān)視和處理，這樣才是有效使用PLC的方法。
本文介紹如何使用OB82,OB83,以及OB86來(lái)判斷現(xiàn)場(chǎng)故障，并作出相應(yīng)的處理。OB82為診斷中斷組織塊，相關(guān)的診斷報(bào)警例如“DO模板的DO信號(hào)斷線”會(huì)使PLC調(diào)用OB82；OB83為插拔中斷組織塊，當(dāng)插拔機(jī)架上的模塊時(shí)PLC會(huì)調(diào)用OB83；OB86為機(jī)架故障組織塊，當(dāng)擴(kuò)展機(jī)架丟失，分布式IO掉站時(shí)，PLC會(huì)調(diào)用OB86。各個(gè)組織塊的詳細(xì)信息可以參看下面介紹。手 機(jī)：
上述組織塊都具有20個(gè)字節(jié)的臨時(shí)變量，對(duì)于用戶在編程時(shí)不能占用和修改這些臨時(shí)變量。這些臨時(shí)變量會(huì)由PLC在調(diào)用相應(yīng)的故障組織塊時(shí)自動(dòng)生成，所以這些臨時(shí)變量為只讀屬性，用戶只需要讀取這些臨時(shí)變量的數(shù)值或者狀態(tài)來(lái)判斷哪里出現(xiàn)什么樣的故障。每一個(gè)故障組織塊的臨時(shí)變量隨診斷功能的不同而不同，另外還可以根據(jù)相應(yīng)故障組織塊的臨時(shí)變量OB8x_Date_Time得到故障出現(xiàn)的時(shí)間日期。該時(shí)間雖然是調(diào)用相關(guān)OB8x的時(shí)間，但是也可以參考故障出現(xiàn)的大致時(shí)間。

西門子CPU6ES7 414-3XM05-0AB0
1， OB82診斷
OB82是診斷中斷組織塊。
PLC的模板狀態(tài)從嚴(yán)重程度上可以分為兩類，一類表示“完好”，一類表示“故障”。然而對(duì)于PROFINET模板其狀態(tài)具有另外一種中間狀態(tài)，該狀態(tài)處于“完好”和“故障”之間，是一種臨界狀態(tài)，稱為“維護(hù)”，利用該狀態(tài)用戶可以盡早的發(fā)現(xiàn)故障，盡快維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，可以有效的防止由于故障導(dǎo)致生產(chǎn)的停頓。
使用該組織塊診斷“故障”。首先要求PLC的模板具有診斷能力，然后通過(guò)組態(tài)使能相關(guān)診斷(Diagnostics:)去檢測(cè)一個(gè)故障事件，例如“斷線”(wire break)，“短路”(short circuit to M)等，參考圖1 ET200S DO模塊的參數(shù)設(shè)置。相關(guān)的診斷“故障”的方法參考上述連接文檔。
使用該組織塊診斷“維護(hù)”。對(duì)于PROFINET的接口模板，例如ET200S IM151-3 PN HF接口模塊支持檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，包括同步丟失，端口連接狀態(tài)，光纖信號(hào)質(zhì)量等。這些事件就是維護(hù)中斷事件，同樣也需要通過(guò)組態(tài)使能檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤參考圖2，當(dāng)這些事件出現(xiàn)后，接口模板的MAINT/FO燈亮。如果需要CPU獲取這些維護(hù)信息，需要在CPU的PN-IO屬性中設(shè)置使能OB82，參考圖3 使能OB82/I/O fault task。手 機(jī)：

圖1 ET200S DO模塊的參數(shù)設(shè)置

圖2 使能檢測(cè)ET200S接口模塊的網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤

圖3 使能OB82/I/O fault task

當(dāng)它檢測(cè)到維護(hù)事件時(shí)，它輸出一個(gè)診斷中斷請(qǐng)求給CPU（到來(lái)和離去事件）。于是操作系統(tǒng)調(diào)用OB82。如果沒有下載OB82到PLC中，那么PLC會(huì)停機(jī)。
OB82 的局部變量中除了包含故障模塊的邏輯地址OB82_MDL_ADDR，還包含故障模板四個(gè)BYTE 的診斷數(shù)據(jù)LB8，OB82_MDL_TYPE，LB10，LB11。具體信息可以查看Step7在線幫助OB82。
下面舉一個(gè)維護(hù)的例子，組態(tài)參考圖4 PLC硬件組態(tài)。例如ET200S FO接收光纖信號(hào)質(zhì)量由于某種原因衰減，導(dǎo)致接收功率低于門檻值，從而產(chǎn)生MAINT信息。同時(shí)觸發(fā)診斷中斷OB82，PLC調(diào)用OB82來(lái)接收該中斷信息，通過(guò)在OB82中編程，獲取診斷信息。利用這些診斷信息可以顯示在上位機(jī)上，以便用戶快速的維護(hù)防止生產(chǎn)中斷。手 機(jī)：

圖4 PLC硬件組態(tài)

參考圖2設(shè)置，當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量衰減時(shí)，通過(guò)Step7在線會(huì)出現(xiàn)“扳手”圖標(biāo)，指示需要維護(hù)，參考圖5。