第5章S7-400H系统信息及诊断

在生产控制中，通常需要对S7-400H系统的信息和状态进行监控，例如监控CPU的主从状态、操作状态、DP从站与主站的通信状态等信息。在程序中可以通过对状态的判断进行必要的操作，也可以将系统信息上传到HMI，便于操作及维护人员监控。通过功能块可以将系统信息读出，下面介绍读取不同系统信息调用功能块的方法。

5.1利用SFC51(SSL-ID W#16#xy71)读出H系统信息

SSL-ID (SYSTEM STATUS LIST)系统状态目录，利用SFC51可以读出在SSL-ID指定的PLC系统信息，当SSL-ID 等于W#16#0071时,表示需要读出S7-400H系统当前的状态，可以在OB1或循环中断组织块OB3X中调用，调用SFC51的例子如图5－1所示：

 

图5－1 调用SFC51(SSL-ID W#16#0071)例子程序

 

SFC51的参数解释如下，

REQ                 ：为1是读取SZL_ID指定的系统信息，本例中M1.1为1时启动读请求。

SZL_ID            ：指定需要读取的系统信息，本例为W#16#71，H系统当前状态。

INDEX             ：本例中没有意义。

RET_VAL        ：调用SFC51的状态字。

BUSY              ： 为1时表示读进程没有完成。

SZL_HEADER：输出系统信息存储的数据记录区号及长度，结构数据类型。

DR                   ：指定输出系统信息存储在CPU的地址区。

 

参数SZL_HEADER与DR的地址区在DB1中建立，如5－2所示：

图5－2 参数SZL_HEADER与DR的地址区

 

参数SZL_HEADER为一个结构数据，包括两个字，第一个字输出系统信息长度，例如W#16#10表示输出16个字节，第二个字输出存储系统信息的数据记录区，例如W#16#1表示数据记录区为1。参数DR为存储系统信息的地址区，数据类型为指针，长度必须大于参数SZL_HEADER第一个字输出的信息长度。本例中当M1.1为时，读取的系统信息存储在DB1.DBB4~DB1.DBB20 16个字节中。用户可以对16个字节长度的系统信息进行分析和处理，系统信息内容如下：

内容           长度                  含义

Redinf         2 bytes              冗余信息

W#16#0011：单机 H CPU运行

W#16#0012：H系统2备1运行

Mwstat1      1 byte                状态字节1

Bit 0：保留

Bit 1：保留

Bit 2：保留

Bit 3：保留

Bit 4：机架0中CPU的状态

=0：从 CPU

=1：主 CPU

Bit 5：机架1中CPU的状态

=0：从 CPU

=1：主 CPU

Bit 6：保留

Bit 7：保留

Mwstat2      1 byte               状态字节2  

Bit 0：同步连接状态 01：

 CPU 0 和CPU 1同步

=0：不可能

=1：可能

Bit 1： 0

Bit 2:：0

Bit 3：保留

Bit 4：=0：CPU没有在机架0

=1：CPU在机架0上

(冗余模式： bit 4 = 0)

Bit 5：=0：CPU没有在机架1

=1：CPU在机架1上

(冗余模式： bit 5 = 0)

 

Bit 6：保留

Bit 7：主从切换是否从新使能

=0：否

=1：是

 

Hsfcinfo      2 bytes              SFC 90 "H_CTRL"状态字

Bit 0：=0：从新使能没有激活

=1：从新使能激活

Bit 1：=0：从站Updating使能

=1：从站Updating没有使能

Bit 2：=0： Link-up 模式没有使能

=1： Link-up 模式使能

Bit 3：保留

Bit 4：保留

Bit 5：保留

Bit 6：保留

Bit 7：保留

Bit 8：保留

Samfehl     2 bytes               保留

Bz_cpu_0  2 bytes               CPU在机架0的模式

W#16#0001：停止 (update)

W#16#0002：停止 (reset memory)

W#16#0003：停止(self-initialization)

W#16#0004：停止(internal)

W#16#0005：启动(cold restart)

W#16#0006：启动(warm restart)

W#16#0007：启动(hot restart)

W#16#0008：运行(solo mode)

W#16#0009：运行(redundant mode)

W#16#000A：HOLD模式

W#16#000B：LINK-UP模式

W#16#000C：UPDATE模式

W#16#000D：故障

W#16#000E：自检测

W#16#000F：没有开机

Bz_cpu_1  2 bytes              CPU在机架1的模式

(与 bz_cpu_0相同)

Bz_cpu_2  2 bytes              保留

Cpu_valid  1 byte                信息变量 bz_cpu_0 和 bz_cpu_1有效性

B#16#01： bz_cpu_0 有效

B#16#02：bz_cpu_1 有效

B#16#03: bz_cpu_0 和 bz_cpu_1 有效

hsync_f     1 byte                 连接质量的状态 (只有mwstat2 bit 0为1时有效)

l         Bit 0：上部插孔的同步模块光纤连接质量被限制

l         Bit 1：下部插孔的同步模块光纤连接质量被限制

Bit 2 到 7： 0

 

5.2利用SFC51(SSL-ID W#16#xy75)读出H系统可切换DP从站的信息

当SSL-ID 等于W#16#0C75时,表示需要读出S7-400H系统可切换DP从站（ET200M）的状态，SFC51可以在OB1或循环中断组织块OB3X中调用，调用SFC51的例子如图5－3所示：

 

图5－3 调用SFC51(SSL-ID W#16#0C75)例子程序

 

与读取SSL-ID W#16#xy71的方法相同，参数SZL_ID变成W#16#C75，参数INDEX为从站的诊断地址，例如从站诊断地址为8181，转换十六进制为W#16#1FF5。参数SZL_HEADER和DR结构与上例相同，读出的信息长度同样是16个字节，本例中当M1.1为时，读取的系统信息存储在DB1.DBB4~DB1.DBB20 16个字节中。用户可以对16个字节长度的DP从站信息进行分析和处理，信息内容如下：

内容             长度                含义

adr1_bgt0    1 word             DP从站接口模块第一个地址区，它的主站接口模块插在机架0上：

DP主站的PROFIBUS系统ID号和从站站号。

adr2_bgt0    1 word             DP从站接口模块第二个地址区，它的主站接口模块插在机架0上：

DP主站的槽号和子槽号（集成在CPU的主站模块的接口号）

 

adr1_bgt1    1 word             DP从站接口模块第一个地址区，它的主站接口模块插在机架1上：

DP主站的PROFIBUS系统ID号和从站站号。

 

adr2_bgt1    1 word             DP从站接口模块第二个地址区，它的主站接口模块插在机架1上：

DP主站的槽号和子槽号（集成在CPU的主站模块的接口号）

 

Res              2 words           保留

Logadr         1 word             DP从站的诊断地址：

l         Bits 0 到 14：诊断地址

l         Bit 15： I/O标识符 (0 = 输入，1 = 输出)

Slavestatus  1 word             通信状态：

l         Bit 0 = 1：机架0的DP主站模块不能访问从站接口模块

l         Bit 1 = 1：机架1的DP主站模块不能访问从站接口模块

l         Bits 2 到 7：保留(每一个位为0)

 

 

5.3利用SFC87读出冗余连接状态信息

S7-400H之间可以建立冗余的连接，在单一网络上，两个站建立的连接可能为4个，如图5－4所示：

图5－4 单一网络建立连接

 

如果网卡分别为A、B、C、D，可能的连接为A-C、 A-D 、B-C 、B-D。如果在冗余的网络上四个网卡的连接数只能为两个，以图5－4为例，如果D网卡有故障，数据可以通过A-C、B-C的连接进行通信，A-D、B-D通信故障，故障信息可以通过调用SFC87读出，连接建立之后，可以查看到建立的四个S7连接，如图5－5所示：

 

图5－5 冗余的网络连接

 

从上到下的连接数定义为0、1、2、3，通过SFC87的调用同时可以监控主连接和备有的连接数。SFC87可以在OB1或循环中断组织块OB3X中调用，调用的例子如图5－6所示：

 

图5－6 调用SFC87例子程序

 

SFC87的参数解释如下，

REQ         ：为1时，诊断任务激活。

MODE      ：操作模式。操作模式有四种：

                    W#16#0  不传送连接状态到数据接收区，只传送确认信息到操作系统。

                     W#16#1  传送连接状态到数据接收区，传送确认信息到操作系统。

W#16#2   只在连接状态改变时传送连接状态到数据接收区，传送确认信息到操作系统。

W#16#3 只传送连接状态到数据接收区，不传送确认信息到操作系统。

 

RET_VAL ：调用SFC87状态返回值。

BUSY       ：任务没有完成。

N-CON     ：指示上一次连接状态（DIS_PCON）变化的连接数。冗余连接可以建立多个，这里指其中一个连接。

CON_ARR：连接状态接收区。以CPU最大的连接数计算，每一个连接占用八个字节。本例以CPU417-4H为例，CPU的连接数为64个，每一个连接需要占用八个字节，总共512个字节。如果连接状态输出区小，在RET_VAL值中将有错误信息。

参数CON_ARR其实是一个数组变量，每一个数组单元对应CPU的一个连接，数组的单元由一个八个字节的结构变量组成，表示每一个连接的状态。输出八个字节的连接状态含义如下：

 

内容                长度                  含义

CON_ID          WORD             在NETPRO中组态的连接号，输出W#16#FFFF表示连接没有配置，CON_ARR[i].DIS_PCON被置位表示连接被从新配置或被删除。

STAT_CON     BYTE              S7连接或S7冗余连接当前状态，可能的输出值：

                                               B#16#00：S7连接没有建立。

B#16#10：S7冗余连接没有建立。  

B#16#01：S7连接正在被建立。                                          B#16#11：S7冗余连接正在被建立。

B#16#02：S7连接被建立。

B#16#12：S7冗余连接被建立，但是连接没有冗余（例如D通

信处理器故障，只能建立A-C、B-C连接）。   

B#16#13：S7冗余连接被建立

PROD_CON   BYTE               当前正在运行连接的子连接，可能的值为0、1、2、3。

STBY_CON    BYTE               备用连接的子连接，可能的值为0、1、2、3。B#16#FF表示没

有备份连接，只有S7冗余连接有备用连接。

DIS_PCON     BOOL              CON_ARR[i].STAT_CON输出值由 W#16#12 -> W#16#13 或

W#16#13 -> W#16#12转变后被置1。其他状态的变化不作考虑。当 MODE=B#16#01 或 02时，状态输出到接收区CON_ARR后该位被复位；当 MODE=B#16#03时，该位不变化。

RES0             BYTE               保留(B#16#00)

RES1             BYTE               保留(B#16#00)

 

5.4利用SFC90控制H系统的连接状态和检测

当冗余CPU其中一个出现故障，这时只有一个CPU工作，更换故障的CPU上电后，需要向主CPU发送link-up请求，主CPU检测到link-up请求,Update从CPU，从CPU进入工作状态。link-up和Update过程将影响主CPU对快速过程的处理，例如在Update过程中信号状态的变化不能被识别（执行link-up和Update的时间参考H手册），在这种情况下，通过SFC90可以终止link-up和Update过程，快速过程执行完成后再使能link-up和Update过程，通过调用SFC90还可以使H-CPU执行对数据存储区的检查，SFC90在OB1或循环中断组织块OB3X中调用，调用的例子如图5－7所示：

 

图5－7 调用SFC90例子程序

SFC90的参数解释如下：

REQ            ：为1时，控制任务激活。

MODE         ：操作模式。操作模式有七种：

   B#16#3   取消Link-up过程。

                        B#16#4  使能Link-up过程。

B#16#1   取消Updating过程。

B#16#2   使能Updating过程。

B#16#20 取消在SUBMODE中指定的循环自检测部分。一个自检测部分只能取消一次。

B#16#21  添加在SUBMODE中指定的循环自检测部分。一个自检测部分在取消后才能添加。

B#16#22  立即执行在SUBMODE中指定的自检测部分。

 

SUBMODE  ：操作子模式。操作子模式有六种：

0          SP7 – ASIC – 检测

1          Code 存储器检测

2          Data存储器检测

3          操作系统代码校验和检测

4          Code 块校验和检测

5          冗余操作中对数据块、M区、计数器、计数器的比较

 

RET_VAL ：调用SFC90状态返回值。

BUSY       ：BUSY=1指示任务没有完成。

 

5.5利用FC125监控DP从站工作状态

在程序中调用FC125可以判断系统中DP从站和模块的错误。它可以检测到丢失和故障的从站，S7-400H具有冗余的PROFIBUS总线，所以必须在CPU中调用2次，分别监控两条PROFIBUS（通过参数DP_MASTERSYSTEM识别）总线上的从站。FC125需要在OB1中调用，在OB1中调用的程序如图5－8所示：

 

图5－8调用FC 125例子程序

 

下面对每个参数进行说明。

CHECK_ACTIVE           :为1时开始检测从站。

EXTERNAL_DP_INTERFACE  :选择DP主站的接口，0表示集成在CPU上的DP主站，1表示外部DP主站接口，如CP443-5等。

DP_MASTERSYSTEM        :PROFIBUS的ID号，在硬件组态中可以查看到PROFIBUS的ID号。 H站有两条PROFIBUS网络，需要调用FC125两次，分别赋值两个PROFIBUS的ID号，数据类型为INT。

DATA_FIELD             :50个字节的数据区，仅供FC125内部使用，数据类型为POINTER。

SUM_SLAVES_DIAG        :从站诊断的总数，数据类型为INT。

LIST_SLAVES_NOT_PRESENT:检查到丢失的从站（软件已经组态但是现场没有连接硬件），16个字节的数据区，每一个数据位对应一个从站，置1表示一个从站丢失，如果丢失的从站返回或维修好，相对应的位复位。数据类型为POINTER。

LIST_SLAVES_ERROR      : 故障的从站（部分模块有故障，其他模块可以连续运行），16个字节的数据区，每一个数据位对应一个从站，置1表示一个从站故障，如果故障的从站返回或维修好，相对应的位复位。数据类型为POINTER。

RETVAL                 :调用FC125时的状态返回值，数据类型为INT。

BUSY                   :为1表示当前正在执行。

 

例如，本例中检查到丢失的从站地址区为DBB52～DBB67 16个字节，每一字节8个位，每一个位表示一个从站，如果位被置1，表示从站丢失。图5－9为从站编号的分配表，注意字节与站号排列次序：

 

图5－9从站编号的分配表

 

在编程界面下选择菜单栏中PLC->Monitor/Modify Variables，如图5－10所示：

图5－10打开变量监控表

 

 

点击工具栏中的，观察在线诊断结果，如图5－11所示：

 

图5－11监控变量

 

在第1栏中，显示ID1的PROFIBUS没有检测到的从站为3，4号从站。

在第3栏中，显示ID2的PROFIBUS 没有检测到的从站为3，4号从站。

通过FC125可以获得故障的从站，从而排除故障。同时数据存储区可以作为接口被其它程序读取和调用（如WINCC），更直观地在界面中显示故障从站和错误信息。

调用版本不同的FB125块可能会检测不到故障的从站

 

5.6利用OB块诊断S7-400H系统

通过组织块OB70、OB72、OB73中的临时变量可以对S7-400H系统进行诊断，以OB70为例介绍诊断信息的读取方法。OB70为I/O冗余错误，当DP主站错误、从站接口模块错误以及主站连接从站I/O的更改都会调用OB70。在程序中建立OB70，打开OB70可以看到接口参数，如图5－12所示：

 

图5－12  OB70接口参数

 

接口参数解释如下：

变量            类型       描述

OB70_EV_CLASS        BYTE        事件等级和ID:

·B#16#72: 离开事件（故障清除）

·B#16#73: 进来事件（出现故障）

OB70_FLT_ID    BYTE         故障代码(可能的值:B#16#A2, B#16#A3)

OB70_PRIORITY   BYTE        优先级；在STEP7硬件组态中可以分配

OB70_OB_NUMBR        BYTE         OB 号(70)

OB70_RESERVED_1 WORD        保留

OB70_INFO_1    WORD         与错误代码有关

OB70_INFO_2    WORD         与错误代码有关

OB70_INFO_3    WORD         与错误代码有关

OB70_DATE_TIME  DATE_AND_TIME OB块调用的时间

 

下列事件触发OB70的调用：

OB70_EV_CLASS      OB70_FLT_ID    OB70开始事件

B#16#72                      B#16#A2            DP主站故障

B#16#73/B#16#72      B#16#A3            冗余的DP从站故障/清除

 

故障代码B#16#A2, B#16#A3的描述如下：

 

故障代码                  位                    描述

·B#16#A2-                      

OB70_INFO_1：                             有故障DP主站的逻辑地址

OB70_INFO_2：                             保留

OB70_INFO_3：     0 to 7               保留

8 to 15             有故障DP主站的系统ID

·B#16#A3

OB70_INFO_1：                            DP主站的逻辑地址

OB70_INFO_2：                            有故障DP从站：

0 to 14              S7从站的逻辑地址或其他DP从站的诊断地址

                               15                     I/O识别，从站的数据类型

OB70_INFO_3：                              有故障DP从站：

 0 to 7                站号

8 to 15               主站的系统ID

 

如果触发OB70调用的事件出现，可以将事件信息传送到全局变量（例如M数据区）中进行分析，OB70程序例子如图5－13所示：

图5－13 OB70程序示例

 

通过程序将触发OB70调用的事件信息记录到MB20~MB27中，可以为后续的判断及显示使用。利用相同的方法，通过OB72、OB73可以读取S7-400H系统其他的诊断信息，这里不作描述。