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  趙劍波

 （山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司自動化部，山東  萊蕪  271104）

摘要：研究了在Profibus-DP總線中西門子公司提供的幾種PLC從站自診斷功能塊的不同之處，并結(jié)合實際案例講解了自診斷功能塊的應(yīng)用。

 關(guān)鍵詞：Profibus-DP；通訊診斷；SFC51；功能塊中圖分類號：TP273

0  引言

 隨著西門子自動化系統(tǒng)中Profibus-DP總線的廣泛應(yīng)用，使得提高網(wǎng)絡(luò)總線的自我診斷能力以及快速獲取各網(wǎng)絡(luò)從站的狀態(tài)及詳細的故障信息等問題就顯得相當(dāng)重要，為此，西門子公司提供了一些自動診斷的功能塊，如FB125、FC125、FB126和SFC51等。每個功能塊都有各自的優(yōu)缺點。用戶可以在PLC中通過編程調(diào)用這幾個功能塊來實現(xiàn)Profibus-DP總線上各從站的自診斷功能，如檢測各從站的在線狀態(tài)等。本文重點研究這幾種常見功能塊的特點，并舉例講解這些功能塊的應(yīng)用。

1  幾種不同功能塊的對比

 在DP時代，用FB125或FC125診斷DP網(wǎng)絡(luò)故障是很方便的，也是診斷評估遠程組態(tài)時常見的方式之一。FB125或FC125通過中斷驅(qū)動來診斷總線中有故障的站點，在編程中可以分別調(diào)用OB1、OB82和OB86來實現(xiàn)。

1.1FB125功能塊

 FB125功能塊不僅可以診斷概要信息，還可以診斷總線節(jié)點上的錯誤和故障的詳細信息。其中，詳細的故障信息包括從站的狀態(tài)、地址；從站的錯誤類型、錯誤編號、模塊的插槽號、狀態(tài)、模板的通道號、錯誤代碼、類型、錯誤信息、S7診斷的錯誤信息以及SFC13功能塊診斷出的原始診斷數(shù)據(jù)等。FB125將檢測到的結(jié)果保存到指定的背景數(shù)據(jù)塊中，每16個字節(jié)表示一種從站狀態(tài)，分別可以顯示128個站的狀態(tài)，通過背景數(shù)據(jù)塊中的診斷數(shù)據(jù)對DP網(wǎng)絡(luò)進行分析。FB125背景數(shù)據(jù)塊中各字節(jié)代表的意義如表1所示。

 雖然FB125功能強大，但應(yīng)用FB125功能塊也有些不靈活的地方：①FB125背景數(shù)據(jù)塊占用存儲空間較大，大約需要1 000多字節(jié)的存儲空間；②需要查閱大量資料來確定FB125診斷數(shù)據(jù)反應(yīng)出的問題，所以還需要很多后續(xù)的工作量；③需要查閱英文的幫助資料；④只有帶“通道診斷”的模塊才能被診斷，普通的數(shù)字量輸入／輸出模塊都不帶“通道診斷”，所以故障信息難以被細化。

 FB125適用于一些對運行穩(wěn)定性及現(xiàn)場需要嚴格掌控的場合，如果對其進行二次程序開發(fā)，如輪巡各從站、記錄各從站的運行狀態(tài)等，會更加方便工作人員對系統(tǒng)運行實時掌握。

1.2FC125功能塊

 在實際的應(yīng)用當(dāng)中，如果不考慮對故障的詳細診斷，也可以應(yīng)用比FB125“低”一級的FB125簡化版本，即用FC125來診斷和顯示有故障的從站，這也是很方便的。FC125功能塊不能顯示詳細的故障信息，它只簡述診斷的概要信息，如哪些總線節(jié)點上發(fā)生故障或者錯誤的信息等。FB125和FC125功能塊程序結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

1.3  FB126功能塊

 FB126是FB125的升級版，不僅可以用它診斷DP網(wǎng)絡(luò)的故障還可以診斷PN網(wǎng)絡(luò)的故障，此外還可以診斷比Profibus-DP高一級的Profinet網(wǎng)絡(luò)。但是FB126的使用并不是很靈活，體現(xiàn)在HMI必須使用西門子的WinCC或WinCC Flexible而且編程固定，且西門子提供的HMI項目實例默認的語言為德語，需要翻譯成英語，這對FB126的應(yīng)用是個較大的障礙。

1.4SFC51功能塊

 對Profibus-DP從站的狀態(tài)讀取還有一種較靈活的方式，就是采用SFC51功能塊。SFC51可以讀取CPU的指示燈狀態(tài)等硬件信息以及存儲卡信息、Pro-fibus-DP從站狀態(tài)等。由圖1和圖2的程序結(jié)構(gòu)可以分析出FB125和FC125程序是通過調(diào)用SFC51程序?qū)�從站的狀態(tài)進行讀取的，SFC51屬于更底層的功能塊，采用SFC51功能塊讀取DP從站狀態(tài)，不僅編程簡單靈活，而且可以診斷除了DP網(wǎng)絡(luò)之外的Profinet網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，還可以靈活地應(yīng)用在與PLC連接的任意HMI上。如果對具體的診斷信息沒有特殊要求，采用SFC51也是一個比較好的選擇。

2 DP診斷功能塊的應(yīng)用

 某冷軋廠可逆式單機架為了顯示DP網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)，采用SFC51功能塊解決了各從站狀態(tài)的實時監(jiān)控問題。具體實現(xiàn)步驟如下：

 (1)建立一個數(shù)據(jù)塊DB1005，用來存儲讀取出來的從站狀態(tài)信息,如圖3所示。

 (2)在OB1的臨時變量區(qū)創(chuàng)建變量名為ssl一header、類型為Struct的結(jié)構(gòu)變量，并定義其兩個word類型的成員變量，分別為size和number。

 (3)在OB1中調(diào)用SFC51，設(shè)置好以下各個參數(shù)：

SFC51各參數(shù)的具體意義如表2所示。

 當(dāng)M10.1為1時，讀取從站信息并存儲在DB1005. DBB4～DB1005. DBB20這16個字節(jié)中，通過分析16個字節(jié)長度的DP從站信息即可得知哪些從站故障。從DB1005. DBB4開始，每個“位”對應(yīng)一個bit，例如3號站對應(yīng)的“位”是DB1005. DBX4.2，如果該從站存在，此“位”為1，否則此“位”為0。

(4)最后將結(jié)果顯示到HMI畫面中，如圖4所示。

3  結(jié)束語

 通過對這幾個功能塊的對比研究，發(fā)現(xiàn)各功能塊各有優(yōu)缺點。FB125功能強大，能夠診斷出Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)中詳細的故障信息，適用于一些對運行穩(wěn)定性及現(xiàn)場需要嚴格掌控的場合，如果對其進行二次程序開發(fā)，效果會更好；FB125的簡化版FC125可以提供診斷概要，但無法顯示詳細故障，對于一般性場合也比較合適；FB126可以診斷更高一級網(wǎng)絡(luò)如Profinet的故障信息，但編程不靈活，且?guī)椭�文檔多為德語，這一弊端成為實際應(yīng)用中的障礙；更底層的SFC51，編程靈活，不僅可以診斷Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，還可以診斷Profinet網(wǎng)絡(luò)，還可以讀取CPU的信息，但它無法顯示更多的詳細故障信息，如果對具體的診斷信息沒有特殊要求，采用SFC51也是一個比較合適的選擇。在實際應(yīng)用當(dāng)中，可以根據(jù)各功能塊的優(yōu)缺點進行相應(yīng)的選擇，避免不必要的麻煩。