Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

https://iautomatyka.pl/wp-content/uploads/2017/10/Szkolenie-firmy-Siemens-Podstawy-programowania-sterownika-PLC-S7-300-30-min.jpg

Wybrane metody diagnozowania sieci PROFIBUS w STEP7 SIEMENS

autor: Maciej Pala.

W wielu zautomatyzowanych zakładach i fabrykach istnieje sieć przemysłowa PROFIBUS – najpopularniejsza sieć przemysłowa na świecie. PROFIBUS (Process Field Bus) jest standardem komunikacji polowej w technologii automatyzacji przemysłowej. PROFIBUS obejmuje zakres użytkownika od poziomu pola do poziomu sterowania procesem. Zasadniczo ma zastosowanie jako profil protokołu PROFIBUS-DP (Distributed I / O). Pewnie mieliście okazję spotkać się z PROFIBUS w swoim miejscu pracy, a co poniektórzy mieli możliwość konfiguracji lub diagnostyki.

We wcześniejszych artykułach opisałem konfigurację urządzeń w sieci Profibus. Tym Razem chciałbym przedstawić kilka metod diagnozowania usterek sieci. Naprawdę nie trzeba wiele aby szybko i sprawnie zdiagnozować problem na magistrali Profibus, trzeba tylko wiedzieć od czego zacząć.


Pokażę na przykładach metody diagnostyki za pomocą oprogramowania Siemens Step 7 oraz mojej stacji badawczej Siemens PLC, składającej się z podzespołów:

  • CPU 317-2DP (DP Adres 2)
  • CP 343-1
  • DI 16xDC24V
  • DO 16xDC24V
  • ET-200M (DP Adres 3)
  • DI8/DO8xDC24V
  • HMI TP177B (DP Adres 1)
  • SEW Movidrive Compact 41 (DP Adres 4)

Zakład produkcyjny może działać efektywnie i ekonomicznie tylko wtedy, gdy inżynierowie są w stanie szybko zidentyfikować i naprawić usterki, aby zminimalizować przestoje. Poniżej przedstawię kilka możliwości analizowania błędów Profibus:

Inspekcja wizualna diod LED:

  1. Diody LED na urządzeniu typu DP-Master
  2. Diody LED na urządzeniu typu DP-Slave

Software Simatic Step 7:

  1. Diagnostyka Sprzętowa (Hardware Diagnostics)
  2. Wgląd w Bufor Diagnostyczny (Diagnostic Buffer)

Program użytkownika w Step 7:

  1. Wywoływanie Errors OB
  2. Wywoływanie SFC13
  3. Diagnostyka FB125.

Inspekcja wizualna.

Zacznijmy od inspekcji wizualnej wszystkich sterowników i urządzeń peryferyjnych w naszej sieci Profibus. Na urządzeniach typu MASTER można spotkać się z następującymi diodami LED które informują nas o bieżącym stanie urządzenia oraz sieci:

S7-300  CPU 317-2DP

  • BF1/ BF2 – Czerwona dioda LED
  • SF – Czerwona dioda LED
  • DC5V – Zielona Dioda LED
  • FRCE – Pomarańczowa dioda LED
  • RUN – Zielona Dioda LED
  • STOP – Pomarańczowa dioda LED

Na urządzeniach typu SLAVE można spotkać się z następującymi diodami LED które informują nas o bieżącym stanie urządzenia oraz sieci:

ET-200M  IM 153-1

  • SF – Czerwona dioda LED
  • BF – Czerwona dioda LED
  • ON – Zielona Dioda LED

Rozwiązywanie problemów z diagnostyką sprzętową i buforem diagnostycznym.

Wkrótce po zakończonej inspekcji wizualnej nadchodzi pora na diagnostykę sprzętowa (Hardware Diagnostics)

W tym celu użyjemy oprogramowania Siemens Step 7. Podpinam się do sterownika Siemens adapterem, a następnie w oprogramowaniu Step 7 otwieram mój projekt i zaznaczam CPU naszego sterownika, klikam prawy przycisk myszki, PLC → HARDWARE DIAGNOSTICS.

Informacje o stanie lub trybie pracy modułu są wyświetlane w oknie CPU/Faulty modules.

Okno Hardware Diagnostics jest aktualizowane po przyciśnięciu klawisza “F5” lub przyciskiem „Update”

Teraz wybieram wadliwą stację i klikam „Module Information”. To zabiera nas do szczegółowej diagnostyki danego urządzenia.

 

Bufor diagnostyczny (Diagnostic Buffer) zawiera wpisy, które ułatwiają znalezienie przyczyny błędu w programie. Zaznaczam CPU w oknie „Hardware diagnostics” i klikamy „Module information”

W wyświetlonym oknie mogę odczytać przyczynę i lokalizację błędu w zakładce „Diagnostic Buffer”.

Gdy zaznaczę błąd i wcisnę przycisk “Help on Event”, wyświetli nam się nowe okno, w którym opisana jest przyczyna błędu oraz opis jak usunąć błąd.

Ostatnie 100 wpisów jest zapisanych w buforze diagnostycznym.

Zawartość bufora można zapisać jako plik “___.txt”

Diagnostyka od strony programu użytkownika.

Ewaluacja błędów za pomocą OB86 : Poznaliśmy podstawowe funkcje diagnozowania sterownika, teraz przejdźmy do programu PLC i ewaluacji błędów w programie użytkownika. System operacyjny CPU 317-2 DP  wywołuje OB86, jeśli wykryto awarię stacji, podsieci lub rozproszonego IO dla zdarzenia przychodzącego i wychodzącego. Jeśli OB86 nie został zaprogramowany i wystąpi taki błąd, CPU przechodzi w tryb STOP. Zaprogramuję więc OB86 w naszym sterowniku (pamiętaj: nie trzeba wywoływać OB86 w OB1):

Wywołanie OB86 jako przychodzące lub wychodzące zdarzenie.

Porównuję status Local Byte 0 – OB86_EV_CLASS – („Kierunek” przyczyny wywołania OB86) z

B#16#38 – wychodzące zdarzenie (outgoing event)

oraz

B#16#39 – przychodzące zdarzenie (incoming event).

I tym sposobem setuje bądź resetuje Bit M86.0 w pamięci sterownika.

Można jeszcze “głębiej” zajrzeć do OB86:

Wywołanie OB86 jako identyfikacja błędu.

Do istniejącego już kodu dodajemy dwa komparatory,

Porównujemy status Local Byte 1 – OB86_FLT_ID – (Identyfikacja Błędu) z

B#16#C4 – Awaria DP Stacji (Failure of a DP Station).

Local Byte 11 bloku OB86:

Local Byte 11 bloku OB86 przechowuje numer stacji która uległa uszkodzeniu.

OB86_RACK_FLTD Local DWord 8 zawiera 4 Byte = 8,9,10,11:

Byte 11, Bits 0 do 7 – Numer uszkodzonej Stacji DP ( Number of the DP Station)

Byte 10, Bits 8 do 15 – Numer sieci Profibus  (DP Master System Number)

Byte 9 i 8, Bits 16 do 30 – Logiczny adres Slave S7 lub adres diagnostyczny standardowego urządzenia DP Slave (Logical base address of an S7 slave or diagnostic address of a standard DP slave)

Byte 8, Bit 31 – Identyfikator IO (I/O Identifier)

Przenosimy więc Local Byte 11 do MB189, następnie M86.0 oraz MB189 wykorzystujemy w projekcie na panelu HMI.

M86.0 jest odpowiedzialna za “widoczność” alarmu

MB189 przechowuje wartość –  numeru stacji która uległa uszkodzeniu.

Dzięki zaprogramowaniu OB86 można w łatwy i szybki sposób wdrożyć wszystkie potrzebne dane i przedstawić je na panelu HMI.

Na tym krótkim video można zobaczyć prostą wizualizację:

Gdy utracimy urządzenie DP-Slave na naszej magistrali PROFIBUS, na panelu HMI pojawi się komunikat  – !!!PROFIBUS FAILURE!!!, oraz adres uszkodzonego urządzenia DP-Slave.

Odczyt danych diagnostycznych SFC13 DPNRM_DG 

To by było na tyle z OB86, przejdźmy więc do następnej opcji jaka jest dostępna w Step 7 a mianowicie SFC13. SFC13 DPNRM_DG DIAGNSTC – odpowiedzialny za odczyt danych diagnostycznych urządzenia DP-Slave.

Podstawowa struktura danych diagnostycznych DP Slave wygląda następująco:

Byte 0 – Station Status 1

Byte 1 – Station Status 2

Byte 2 – Station Status 3

Byte 3 – Master Station Number

Byte 4 – Manufacturer’s ID (high byte)

Byte 5 – Manufacturer’s ID (low byte)

Byte 6 – Other slave-specific diagnostics

Więcej informacji można znaleźć w manualu urządzenia w rozdziale – Diagnostics lub po wciśnięciu przycisku “F1” – Help.

Zaprogramujemy więc SFC13 w OB1.

Wpierw należy stworzyć blok danych DB86 a w nim umieścić dane – ET200M_Diag_BYTE typu Array of  64 Byte, w tym bloku zostaną zapisane informacje diagnostyczne, pobrane z urządzenia o adresie podamym przez nas.

Następnie w OB1 trzeba wywołać blok SFC13. Pamiętać trzeba aby na “pin” LADDER podać adres diagnostyczny stacji którą chcemy monitorować w formacie Hex. W naszym przypadku jest to urządzenie ET200M o adresie diagnostycznym 8189 czyli Hex = W#16#1FFD. Informacje diagnostyczne zostaną pobrane gdy na „pin” REQ zostanie podana wartość logiczna 1, w naszym przypadku jest to zbocze narastające lub opadające bitu M86.0, który jest setowany i resetowany w OB86.

Wszystko nalerzy wgrać do sterownika i monitorować DB86.

Aby zrozumieć wszystkie dane przedstawione w bloku DB86 należy zajrzeć do manuala urządzenia, do rozdziału diagnostyka. Tam będzie opisany każdy Byte diagnostyczny.

Blok Danych DB86.

Wywołanie SFC13 w OB1.

FB125 DETAIL_DP_DIAG – szczegółowa diagnostyka urządzeń DP

Ostatnia pozycją którą chciałbym przedstawić jest FB125 czyli szczegółowa diagnostyka urządzeń DP (Detailed DP Diagnostic). FB125 jest funkcją wykrywania uszkodzonego urządzenia  DP-Slave. W przypadku wadliwych urządzeń DP-Slave szczegółowe informacje diagnostyczne dotyczące przyczyny usterki można wyświetlić na panelu HMI (numer stacji, numer modułu, status modułu, numer kanał, błąd kanału). Informacje diagnostyczne dowolnych DP-Slave można odczytać i interpretowane poprzez indywidualną diagnostykę.

Gdy najdzie potrzeba użycia szczegółowej diagnostyki sieci, można użyć bloku FB 125.

Blok FB 125 dostarczy nam między innymi informacji:

  • DP_MASTERSYSTEM
  • EXTERNAL_DP_INTERFACE
  • ALL_DP_SLAVES_OK
  • SUM_SLAVES_DIAG
  • SLAVE_ADR
  • SLAVE_STATE
  • SLAVE_IDENT_NO
  • ERROR_NO
  • ERROR|_TYPE
  • MODULE_NO
  • MODULE_STATE
  • CHANNEL_NO
  • CHANNEL_TYPE
  • CHANNEL_ERROR_CODE
  • CHANNEL_ERROR_INFO_1
  • CHANNEL_ERROR_INFO_2
  • DIAG_COUNTER
  • DIAG_OVERFLOW
  • BUSY

Aby blok funkcyjny FB125 zadziałał należy go wywołać w trzech blokach organizacyjnych, które wcześniej zostały zaprogramowane w sterowniku – OB1, OB82 i OB86 (pamiętaj OB82 i OB86 nie trzeba wywoływać w OB1):

We wszystkich OB do bloku FB125 należy przypisać ten sam blok danych DB125, w którym to zostaną zapisane dane diagnostyczne.

Na wyjściowe „piny” bloku FB125 przypisałem adresy pamięci sterownika, gdyż użyje części tych danych do stworzenia wizualizacji na panelu HMI. W ten oto prosty sposób można dokładnie przedstawić diagnostykę sieci Profibus na panelu HMI i w bardzo szybki sposób zlokalizować problem.

Przedstawienie danych z FB125 na panelu HMI.

Na tym krótkim video można zobaczyć prostą wizualizację:

Wkrótce po utracie falownika SEW ( DP Adres 4) zauważamy migajaca ikone DP MASTERSYSTEM 1 (główna magistrala Profibus w projekcie) oraz ikonę z numerem 4 (Adres uszkodzonego urządzenia DP-Slave), klikam więc w ikonę “4”. Pojawia się nowy ekran z informacjami diagnostycznymi.

Zawarte informacje w tym oknie to:

  • Adres uszkodzonej magistrali.
  • Status Stacji.
  • Numer uszkodzonego urządzenia DP-Slave oraz potoczna nazwa urządzenia.
  • Numer uszkodzonego modułu.
  • Licznik diagnostyczny oraz jego reset.
  • Numer identyfikacyjny producenta urządzenia.
  • Oraz ilość uszkodzonych urządzeń na danej magistrali.

Następnie “odzyskałem” stacje i wróciłem do ekranu głównego, jak widać wszystko wróciło do normy (ikony są znów zielone = wszystko OK).

Wkrótce potem wyjąłem moduł numer 4 ze stacji ET-200M (DP Adres 3) zauważamy migająca ikonę DP MASTERSYSTEM 1 oraz ikonę z numerem 3 klikam więc w ikonę “3”.

I tym razem zaprezentowane są informacje o uszkodzonym urządzeniu. Naprawiam stacje, i wyjście do głównego ekranu.

Jest jeszcze wiele innych możliwości diagnostyki w sterowniku PLC Siemens, ja podałem podstawowe możliwości, które w zupełności wystarczają w moim miejscu pracy.

Podsumowanie

To by było na tyle w tej publikacji, mam nadzieję że choć trochę zainteresowałem Cię tą diagnostyką. Może ten artykuł przyda ci się w przyszłości lub wykorzystasz w Twoim miejscu pracy i stworzysz własna wizualizacje dla diagnostyki sieci PROFIBUS.

Pozdrawiam,
Maciej Pala

Artykuł nagrodzony!

Artykuł został zgłoszony jako Praca Konkursowa do Konkursu iAutomatyka w miesiącu Kwiecień 2018 i zdobył poniższą nagrodę:

Uniwersalny klucz do szaf od WAGO

Nagrodę dostarcza WAGO – producent urządzeń automatyki przemysłowej i budynkowej oraz systemów połączeń dla elektrotechniki i elektroniki. Powstanie w 1951 roku firmy WAGO było wyrazem przekonania o słuszności obranego kierunku i stworzyło podwaliny pod dalszy rozwój technologii. Z czasem stała się ona standardem na całym świecie i teraz nie sposób wyobrazić sobie nowoczesnej instalacji elektrycznej czy systemu automatycznego sterowania bez wyrobów WAGO.  http://www.wago.pl/


🎁 Zwycięzca: Maciej Pala – Maciej sam mógł wybrać nagrodę jako najlepsza praca w miesiącu Kwiecień 2018

Praca konkursowa: Wybrane metody diagnozowania sieci PROFIBUS w STEP7 SIEMENS

 



Utworzono: / Kategoria: , , , ,
  • Autor: Maciej Pala
  • Z wykształcenia Technik Elektronik Automatyki Przemysłowej, od 2005 bezustannie pracujący w pełni zautomatyzowanym magazynie wysokiego składowania jako technik automatyk. Zafascynowany automatyką i wszystkim, co z nią związane. Od 2017 roku autor wielu artykułów związanych z automatyka i nie tylko na portalu iAutomatyka.pl. Od niedawna autor foto bloga the_automation_technician na Instagramie.
  • Profil Autora

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!



PRZECZYTAJ RÓWNIEŻ



NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

Reklama



POLECANE FIRMY I PRODUKTY
  • ROUTER VPN EWON COSY 131 Zapewnia sprawny i prosty w obsłudze zdalny dostęp do dowolnego urządzenia Kompatybilność z najważniejszymi markami i protokołami sterowników PLC (m.in. Siemens, Allen-bradley, Omron…) Szybie zarządzenie roote...
  • Autor: Paweł Wiącek, Kierownik Produktu Czujniki Przemysłowe, SICK Sp. Z o.o. SLT – Smart Light Tower, czyli inteligentna optyczna kolumna sygnalizacyjna pracująca po IO-Link   SLT zapewnia elastyczność w wizualizacji przebiegu procesó...
  • Sterowniki  z serii SIMATIC S7-1200 oferują szeroki zakres funkcjonalności i zintegrowane wejścia/wyjścia zamknięte w kompaktowej obudowie. Są doskonałym narzędziem do realizacji standardowych projektów i zadań automatyki, a jednostki S7-12...
  • Wyświetlacz słupkowy ITP15 jest kompaktowym wskaźnikiem procesowym, który wizualizuje analogowy sygnał wejściowy w zakresie od 0 do 100% z 10 słupkami po 10%. Sygnałem wejściowym może być liniowy sygnał napięciowy 0 (2) -10 V lub sygnał prą...
  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy
  • Seria EX-Z Czujniki z serii EX-Z to jedne z najmniejszych urządzeń tego typu na świecie. Najcieńszy model posiada grubość jedynie 3 mm co zostało osiągnięte przez zastosowanie nowych półprzewodników i dzięki temu wyeliminowanie przewodów. B...