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- 6ES7 231-0HC22-0 產(chǎn)品型號
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6ES7 231-0HC22-0XA8
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1. 問題描述
在S7-400中使用功能完善的FC或FB,在更換調(diào)用OB塊后發(fā)生本地數(shù)據(jù)分配錯誤,如圖一所示。
圖 1
2. 故障原因
從診斷緩沖區(qū)故障描述可以看到該故障是由循環(huán)中斷OB34觸發(fā),打開項目交叉索引查看程序結(jié)構(gòu)如圖2,OB34和OB35中都調(diào)用了FC1,而FC1需要使用512字節(jié)的本地數(shù)據(jù)區(qū),這些本地數(shù)據(jù)區(qū)由調(diào)用OB動態(tài)分配。項目中OB34和OB35所需使用的zui大本地數(shù)據(jù)為534字節(jié)。
圖 2
在硬件組態(tài)中查看CPU屬性內(nèi)存頁面(圖3),可以看到CPU為各優(yōu)先級預分配的本地數(shù)據(jù)區(qū)大小。
圖 3
查看CPU屬性循環(huán)中斷頁面(圖4)中可查到OB34優(yōu)先級為11,OB35優(yōu)先級為12,所以O(shè)B35本地數(shù)據(jù)區(qū)大小默認為758字節(jié),OB34本地數(shù)據(jù)區(qū)大小默認為256字節(jié)。由此可得知故障原因是由于CPU為OB34預分配的本地數(shù)據(jù)區(qū)太小(256<534)。
圖 4
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3. 解決方法
方法一:將FC1在本地數(shù)據(jù)區(qū)足夠大的OB中調(diào)用,例如OB33優(yōu)先級10,本地數(shù)據(jù)默認758字節(jié)。
方法二:將優(yōu)先級11的本地數(shù)據(jù)區(qū)增大。CPU的本地數(shù)據(jù)zui大值根據(jù)CPU型號不同而不同,具體參考《SIMATIC S7-400 S7-400自動化系統(tǒng),CPU規(guī)格》
1. 簡介
在另一個技術(shù)文檔《連接面板到S7-400H系統(tǒng)——主站跟蹤方法》(文檔編號:F0244)中,已經(jīng)介紹了一種用于將面板連接到S7-400H系統(tǒng)的方法。該文檔中,通過始終選擇連接主CPU的方法,使與S7-400H連接的面板(操作屏)能在冗余系統(tǒng)中自動切換。該方法實現(xiàn)簡單、思路清楚、切換速度較快;但在“面板與S7-400H間的網(wǎng)絡(luò)線路故障”等情形下,不能實現(xiàn)有效地自動切換。所以,本文提供了另一種方法,可以解決上述問題。
本方法基本原理如下:
1) 在H-CPU中使用*的一個心跳信號變量,并周期性變化。在面板中,通過檢測其變化,來實現(xiàn)對兩個連接狀態(tài)的判斷。
2) 在面板中使用兩個獨立的連接與兩個機架的CPU通訊,接收來自H-CPU的心跳信號以及與CPU連接狀態(tài)信號。建立第三個連接,用于創(chuàng)建除以上兩種信號之外的其他的所有工程變量。
3) 為兩個CPU分別建立死亡計數(shù)器,當對應于其中一條連接的死亡計數(shù)器數(shù)值超出一定限制時,此連接不再可用。同時,利用連接切換函數(shù),將第三個連接切換至另一個CPU。
4) 如果系統(tǒng)檢測到正常的心跳信號,對應的死亡計數(shù)器將被周期性地復位至初始值,此時該計數(shù)器數(shù)值會維持在較低的范圍(本例中為2~3);如果其中一個連接失效后,該死亡計數(shù)器數(shù)值會維持在較高的范圍(本例中為11~12)。
本文的方法適用于:
? IE方式(*方式)
? MPI方式
? DP方式㈡*
*注:可以參考技術(shù)文檔《連接面板到S7-400H系統(tǒng)——主站跟蹤方法》(文檔編號:F0244)的應用場合。
此方法只適合于支持3個及以上連接的、并且支持“ChangeConnection” 函數(shù)的面板。像OP 77、OP/TP 170、OP/TP177、OP/TP 270、OP/TP 277、MP 270、MP 277、MP 370等面板都滿足這些要求。
關(guān)于使用“主站跟蹤方法”連接面板到S7-400H系統(tǒng),可以參考下面連接。
《連接面板到S7-400H系統(tǒng)——主站跟蹤方法》 下載中心文檔編號: F0244 http://www.ad.siemens.com.cn/download/searchResult.aspx?searchText=F0244 |
本文不介紹WinCC Flexible的基本使用和HMI畫面的組態(tài)過程與組態(tài)方法。詳細可以參考下面鏈接。
《SIMATIC HMI WinCC flexible 2008 使用入門 - *使用》 |
2. 心跳信號方法組態(tài)步驟
2.1 配置CPU的心跳信號
對于S7-400H,我們可以使用Clock Memory來作為心跳信號。關(guān)于Clock Memory的說明,可以參考在線幫助獲得更詳細的信息。
注1:確保項目程序或其他應用中沒有占用Clock Memory所組態(tài)的地址區(qū)域。本例中,使用MB 10作為Clock Memory(心跳信號)。
注2:若S7-400H系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)運行中,且不能停機,可以參考: 3. 不停機增加心跳信號產(chǎn)生程序。
圖1 組態(tài)Clock Memory作為心跳信號
2.2 配置面板連接
在WinCC Flexible中,為面板組態(tài)與S7-400H的三個連接,分別為:
Connection_A | 與CPU 0的連接 |
Connection_B | 與CPU 1的連接 |
Connection_X | 可變的連接,所有過程變量都建立在此連接上。 初始時,此連接參數(shù)與Connection_A相同。 |
表1 連接配置
組態(tài)配置可以參考下圖。
圖2 為面板組態(tài)與S7-400H的三個連接
2.3 創(chuàng)建必要的變量
在WinCC Flexible中,在相應的連接下創(chuàng)建必要變量,如下圖所示。(其中Process_Data為測試變量,可根據(jù)實際情況使用用戶自定義的變量。)
圖3 在相應的連接下創(chuàng)建必要的變量
變量的具體意義如下:
ActiveConnection | (內(nèi)部變量)指示當前Connection_X正在使用連接鏈路 |
CPU0_DeathCounter | 用于累計與CPU 0連接丟失周期的“死亡計數(shù)變量” |
CPU0_DeathCounter_Reset | 特殊復位時使用的與CPU 0連接的“死亡計數(shù)變量” |
CPU0_DeathDeclare | 用于宣布與CPU 0連接丟失的“死亡計數(shù)變量” |
CPU0_Heartbeat | CPU 0的心跳信號 |
CPU1_DeathCounter | 用于累計與CPU 1連接丟失周期的“死亡計數(shù)變量” |
CPU1_DeathCounter_Reset | 特殊復位時使用的與CPU 1連接的“死亡計數(shù)變量” |
CPU1_DeathDeclare | 用于宣布與CPU 1連接丟失的“死亡計數(shù)變量” |
CPU1_Heartbeat | CPU 1的心跳信號 |
Process_Data | 本例中使用的用于測試的過程變量MW 100(本例中只使用了一個,用戶可根據(jù)需求創(chuàng)建過程變量) |
表2 變量的具體意義
本例方法中,為兩個心跳信號在H-CPU各注冊了一個變量地址。但在面板項目中,對兩個心跳信號各創(chuàng)建了三個“具有相同地址”的變量。原因為:
CPU?_DeathCouter定義了死亡計數(shù)的上限值以及使用此變量進行計數(shù)的累加和復位;CPU?_DeathDeclare僅用于“判定死亡計數(shù)器是否已經(jīng)達到死亡標準(觸發(fā)上限)”;CPU?_DeathCounter_Reset僅用于“當一個連接失效后,將另一個連接死亡計數(shù)器復位至非死亡區(qū)域內(nèi)”(此變量與前兩個變量使用相反的連接,參考圖3)。
* 注:由于同一變量不能自加計數(shù)超過自身上限,所以必須至少使用兩個相同地址的變量,一個用于觸發(fā)一個上限,另一個用于累加計數(shù)并能超過前者的上限。因此,CPU0_DeathCounter、CPU0_DeathCounter_Reset和CPU0_DeathDeclare這三個“死亡計數(shù)變量”使用相同的物理地址;同樣,CPU1_DeathCounter、CPU1_DeathCounter_Reset和CPU1_DeathDeclare也使用相同的物理地址。
2.4 為部分變量設(shè)置上限
CPU0_DeathCounter和CPU1_DeathCounter設(shè)置上限為12,定義了“死亡計數(shù)變量”的zui大值為12;CPU0_DeathDeclare和CPU1_DeathDeclare設(shè)置上限10,定義了當“死亡計數(shù)變量 > 10”時,宣布連接丟失。
圖4 為變量設(shè)置上限
2.5 增加死亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)
當“死亡計數(shù)變量 > 10”時,宣布連接丟失: 切換連接,并將另一個死亡計數(shù)復位回“非死亡區(qū)”。
圖5 增加死亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)(1)
每一次心跳被檢測到,都復位相應“死亡計數(shù)變量”,并向上累計與另一個CPU的“死亡計數(shù)變量”。
圖6 增加死亡計數(shù)與心跳監(jiān)測相關(guān)的函數(shù)(2)
2.6 設(shè)計畫面
項目中畫面的設(shè)計,應根據(jù)用戶需求而定。本例中,僅提供一些常用的相關(guān)設(shè)計。
與連接狀態(tài)判斷和切換無關(guān)的變量(工程變量),都應基于連接“Connection_X”創(chuàng)建。
圖7 為連接狀態(tài)、連接切換和切換測試組態(tài)畫面(1)
可以設(shè)計兩個按鈕用于手動的連接切換,如上圖和下圖。
圖8 為連接狀態(tài)、連接切換和切換測試組態(tài)畫面(2)
2.7 結(jié)果測試
當兩個連接鏈路都正常時的畫面狀態(tài),如下圖。
圖9 測試結(jié)果——與兩個CPU連接都正常
當與CPU 0連接超時并失敗時的畫面狀態(tài),如下圖。
圖10 測試結(jié)果——與CPU0的連接故障
3. 不停機增加心跳信號產(chǎn)生程序
如果當前系統(tǒng)正在運行,且無法停機修改組態(tài)來增加Clock Memory。此時,我們可以通過增加程序或程序段的方式來產(chǎn)生心跳信號(代替Clock Memory)。下面給出了用于梯形圖LAD編程和CFC編程使用的兩種示例程序段。
圖11 心跳信號生成程序段——LAD編程
圖12 心跳信號生成程序段——CFC編程
注:確保項目程序或其他應用中沒有占用“心跳信號”使用的地址區(qū)域。本例中,使用MB 10作為心跳信號。使用上述程序后,不要再將相同的地址區(qū)域組態(tài)為Clock Memory使用。