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操作指南

西门子诊断中继器使用说明

4.0 分

综合介绍
诊断

文档编号：A0282| 文档类型：操作指南| 发布时间：2024年02月29日

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本文针对诊断中继器的使用方法以及注意事项进行介绍。

做为Profibus 网络中继器，诊断中继器不仅提供了中继器的功能，还能够对Profibus网络进行网络诊断和故障定位，这里就诊断中继器的使用做一个介绍。

1 诊断中继器的介绍

1．1 诊断中继器的前面板：

图1 诊断中继器的前面板

其中几个设置需要注意：

表1 中继器的设置

1．2 中继器的诊断功能

时钟信息

订货号为6ES7 972-0AB01-0XA0的诊断中继器包含了一个时钟，用于为诊断事件、静态数据以及拓扑数据打上时间标签。

拓扑结构

中继器的DP2和DP3网段是具有诊断功能的，可以诊断连接在这两个网段上的网络拓扑和故障点。但必须是6ES7 972-0AB01-0XA0以上的硬件，其硬件版本目前最新为V2.0.0。
如果是6ES7 972-0AB00-0XA0版本的诊断中继器无法升级到更高版本。

做硬件升级时，从网上下载最新的硬件版本文件，解压后的三个文件没有一般我们看到的升级用的(*.UDP)文件，此时任意选择一个文件进行升级操作，系统会自动升级。
拓扑信息包括PROFIBUS 站地址和到诊断中继器的距离。该信息可以从STEP7软件中做为图形显示，也可以通过用户程序进行读取。

诊断缓冲区

对于每一个网段（DP1/DP2/DP3/PG），诊断中继器都有一个诊断缓冲区，可以保存10条诊断信息。
这些信息可以在线读取，也可以通过用户程序进行控制读取。

统计缓存

网段DP2和DP3包含了两个统计缓存区，其中包含了冲突故障率以及报文故障率，这些信息可以用来衡量该网络的质量。
这些信息可以通过STEP7在线读取，也可以通过用户程序控制进行读取。

2 诊断中继器的诊断方法介绍

2．1 时钟信息
由于诊断过程中会用到时钟信息，这里首先介绍中继器时间的设定。
为了使诊断信息与系统时钟一致，一般可以将CPU中的系统时钟做为时钟信息写入到诊断中继器中。但往往CPU的系统时钟也不是当前的时间，因而可以首先将CPU的时间设置成当前时间，然后将CPU中的时间写入到诊断中继器中。这里将涉及到的功能块有：
FC3 “D_TOD_DT“ ：时间格式转换
SFC 0 "SET_CLK" ：为CPU设定时间
SFC 1 "READ_CLK"：读取CPU时间
SFC58 “WR_REC“：将系统时间写入诊断中继器（RECNUM=3C）

例程：

图2 为中继器设定当前系统时间

2．2 拓扑结构

对于诊断中继器的拓扑连接特性，首先是级联深度也是9个中继器，且每个级联的诊断中继器接线方式请参考手册，这里不再附图。但注意每个中继器的DP2/DP3网段可以诊断的最远距离是100米，有的电缆只能达到80米。

另外，诊断中继器的DP2/DP3网段中不能连接分支电缆（spur line）。

图3 DP网段上不能有分支电缆

且同一诊断回路上不能有两个诊断设备，即两个带诊断功能的接口不能连接在一起（图4）。

图4 诊断回路的错误连接方式

关于隔离和接地的特性：
1) DP2、DP3和PG接口之间没有电气隔离，DP1、电源和它们之间是电气隔离的，且PE和“地”之间是隔离的。
2) 如果系统希望是“浮地”的，则要求使用“浮地”的电源。但不管什么情况PE都必须是接地的。

网络中终端电阻的设置以及诊断中继器面板上的终端电阻的设置请看参考下图：

图5 网络拓扑以及终端电阻的设置

说明：
由于诊断中继器的PG接口有内置的终端电阻，因而如果是使用Porfibus接头连接PC/PG到诊断中继器的PG口，则PC/PG端需要设终端电阻为“On”，而诊断中继器上的插头则设为“Off”。且这里的PC/PG的连接到PG口仅用于网络维护，不能用于连接网络站点。

如果DP2/DP3所连接的网段上有额外的OLM，则OLM包括其以后的网段将不能被诊断中继器所识别。
同时，在Step7的参数设置中，将该网段的拓扑诊断功能关闭（OFF）。

如果DP2/DP3所连接的网段上有额外的RS485中继器，则可以选择是否将网段拓扑诊断功能关闭：
如果将该网段的拓扑诊断功能关闭，则否则该网段上的其它站也无法再进行拓扑诊断；
否则至少可以对RS485源端所连接的网段进行拓扑诊断。

对于拓扑结构的诊断，在Step7中，仅组态“DR-CfgData”模板即可。且将监视网络同步的参数设置为“OFF”。

另外，在DP中断模式的选择中，DPV1模式下，CPU将不再激活OB82，因而建议将模式选择默认为“DPV0”即可。

2.2.1 通过STEP7软件进行网络拓扑诊断

通过STEP7软件（STEP7 V5.2以上）自身提供的功能就可以实现网络拓扑结构的诊断。

1）在组态好的项目中，打开STEP7 NetPro，选择 PLCProfibusShow Network topolodgy。

图6 网络拓扑结构诊断

所得到的拓扑是图形化的，同时菜单中还提供了各种诊断功能，例如报文冲突率以及故障率等的图形化显示，以及故障点发生的距离等信息，还可以将这些信息转化成表格的形式，这里不再一一列举。

图7 网络拓扑图

图8 故障诊断画面

2.2.2 通过用户程序进行网络拓扑诊断
如果用户希望在没有STEP7的情况下通过程序对网络拓扑进行诊断，则可以在用户程序中调用SFC103 “DP TOPOL“，但只有S7 400系列的PLC才支持这个功能。
在调用SFC103时，注意将使能端（REQ）置位后，需要将其复位，否则该功能块将一直进行读拓扑的操作。

3 诊断缓冲区

3.1 诊断缓冲区信息读取
诊断中继器可以诊断出以下类型的故障：
1) 信号线A/B断线，
2) 信号线A/B、屏蔽层短路，
3) 终端电阻缺失，
4) 连接松动，
5) 非法的级联，
6) 网段中存在两个或更多的检测回路，
7) 网段站点过多，
8) 站点离诊断中继器太远，
9) 错误信息。

但对于下述故障，诊断中继器目前还无法识别：
1) 终端电阻上没有电压，
2) 终端电阻连接，但并没有站点，
3) 额外的终端电阻，
4) 信号线A和B之间短路

诊断的方法包括：
1 诊断中继器上的故障指示灯
2 STEP7 在线诊断信息
3 诊断功能块（FB125，SFC13等）

关于功能块的调用，可以参考网上的说明或者相关的文档，这里不再做为重点介绍，在此仅对手册中的相关的诊断字节进行说明。

在读出的诊断数据中，从字节0开始，到字节7，都是网络的基本信息。如果某个网段出现诊断信息，则应该新从该网段对应的地址区中读取信息。
如图所示，在程序中调用了SFC13，由于所连接的网段是DP2，因而从诊断数据区的地8个字节开始，到第26个字节为止共19个字节为对应该网段的诊断信息。

图 9 SFC13得到的诊断信息字节

从信息中，我们可以得到故障发生在DP2网段距离中继器大概1.2米（15：DBB22=B#16#0B）的地方，故障类型是信号线A或B断线或缺少终端电阻（17：DBB24=B#16#40B.6）。
通过STEP7 在线诊断功能，我们看到STEP7上得到的诊断信息为：

图 10 通过Step7 在线诊断得到的故障信息

可以看到，用户通过程序得到的网络诊断信息与在线信息是一致的。
通过程序得到的这些诊断信息可以在上位机画面上进行显示，更加方便了现场操作人员及时得到网络故障的信息。

对于通过STEP7 诊断得到的故障发生点的位置，需要进行说明的是，每经过一个诊断站点，实际距离将减少0.7米。
即：故障位置 = 检测距离 - (0.7 m * 检测站点)
比如在网络中，诊断中继器后面第6个站点发生了故障，此时通过STEP7得到的诊断距离为30米，则实际距离应为：30-(0.7 X 5)=26.5米。

3.2 等时同步
对于硬件版本V2.0.0，软件版本V5.0的中继器，可以对等时同步的错误进行诊断。

3.2.1 等时同步的网络设置
首先设置等时同步：
1） DP主站CPU的设置
在做为DP主站的CPU中，设置过程映像分区做为等时同步的映像区：

图11 在OB61中设置映像区

2） DP总线的设置
在DP总线上，设置等时同步的功能（图12）。

图12 DP等时同步的总线参数设置

3） DP从站的设置
对于DP从站上需要进行同步的地址进行设置（图13）

图13 DP从站的同步设置

4）诊断中继器的设置
诊断中继器上，选择“TSYNC-Diag-Module” 模板进行组态。

图14 同步设置

3.2.2 等时同步错误的诊断
同时在参数中选择诊断功能：

图15 参数选择

同时在OB61中调用SFC126/SFC127。

如果网络中出现等时同步的错误时，将在诊断信息第84～90字节中读取诊断信息。

4 统计缓存
对于统计缓存，除了可以通过STEP7自带的诊断功能得到图形化的信息，还可以通过调用SFC59“RD_REC“或SFB52 “RDREC“得到统计数据。当然，之前我们介绍的诊断缓冲区以及拓扑表也可以通过调用这两个功能块获得。
在调用SFC59时，一般会有调用不同数据记录区得到不同的信息，这些数据记录区号均可以在手册中得到。
在下面的例程中，调用了SFC59，其中RECNUM选择的是“16＃1F”，对应手册，可以查到：

表2 数据记录区号