本期內容來自群內網友投稿,一個真實的S7通訊故障處理及解決過程,Zui終問題也比較少見,因此群友希望將處理過程發出,讓大家遇到類似問題時候可以少走些彎路。
01 問題描述現場兩臺西門子 S7-1200 PLC通過S7單邊通訊實現CPU與CPU之間的數據交換,產線開機前已對通訊進行測試,一切正常,并在程序中加入了斷線報警功能(通過心跳檢測報通訊是否正常,數據超過10秒沒有被復位則判斷通訊中斷),隨后導入生產;連續穩定運行1個月后,突然收到生產人員反饋,兩條線HMI經常報警通訊故障,而且頻率很高,嚴重影響生產;然后就開始了問題檢查處理;
心跳報警程序HMI報警截圖
02 系統架構說明系統架構
PLC_A IP | 192.168.3.10 | S7客戶端,發起S7通訊 |
HMI1_IP | 192.168.3.14 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
HMI2_IP | 192.168.315 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
HMI3_IP | 192.168.3.16 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
PN站 IP | PN通訊無故障,此處不在贅述 |
A線硬件組態
PLC_A IP | 192.168.3.20 | S7服務端,被動鏈接 |
HMI1_IP | 192.168.3.24 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
HMI2_IP | 192.168.3.25 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
HMI3_IP | 192.168.3.26 | 實際也是S7客戶端,占用S7鏈接資源,主動鏈接 |
PN站 IP | PN通訊無故障,此處不在贅述 |
B線硬件組態
在收到現場反饋后,立馬著手開始問題分析,抓緊解決問題。因為是偶發情況,第一時間鏈接電腦并沒有發現問題;
判斷1:
根據情況描述,第一感覺是有IP沖突,畢竟已經連續運行1個月沒有問題;突然間斷性出現通訊故障,IP沖突可能較大;
檢查方法:
使用“Ping”命令,對PLC_A 和 PLC_B分別進行 IP 測試;發現ping命令均正常,且經過長時間測試,一直沒有中斷過,測試速率也很快;
Ping IP 測試使用 IP 掃描工具 IPScaner 及 Ethernet Device Configuration分別對系統內所有IP設備進行掃描,結果也都正常,并沒有出現重復或者無法掃描到的;
IP 掃描工具掃描
結論:上述兩種方法都確定沒有問題,IP沖突引起異常排除;
判斷2:
排除IP沖突后,感到問題可能有點麻煩了,然后開始懷疑PLC_A(客戶端)中的S7通訊程序PUT、GET指令,參數設置是否有問題,隨進行參數及程序檢查;(實際內心覺得這里出問題的概率很小,要不然不會穩定運行那么久)
檢查內容:
PLC_A中組態鏈接中伙伴地址,TASP是否正確(非同一項目中的兩套程序)
A線鏈接組態A線鏈接TASP檢查PUT、GET觸發條件,發送及接收地址,背景DB是否重用
Get命令PUT 命令檢查CPU屬性設置中,是否勾選允許來自遠程的PUT,GET ,這一項基本上可以肯定已經勾選了,否則一開始就通訊不上;
A線鏈接機制B線鏈接機制
結論:以上3點檢查完成,果然如之前所料,并沒有異常;
判斷3: 事情到了這一步,確實是有點棘手了。由于產線已經是生產狀態,所以無法進行停機更換網線或者交換機了,并且通過上面測試,網絡應該是正常的,跟網線及交換機應該問題不大。判斷程序應該執行過程中還是有錯誤了;
檢查方法:
沒有辦法只能盯著程序看通訊狀態了(好在通訊異常的情況挺頻繁),這一來還真發現問題了!每次通訊故障,PUT/GET命令狀態同時進入16#19(已開始通信,作業正在處理。)保持不變,也沒有錯誤狀態,然后持續60多秒后自動復位(心跳程序中有計時),很明顯通訊程序出現了問題,但是不知道如何解決了。隨后,打西門子熱線尋求幫助,給出的檢查結果如下:
- 指令和指令觸發沒有問題,配置沒有問題;
- 持續60多秒的通訊肯定有問題,而且狀態16#19不是真實的狀態,可能在這個過程中發生了錯誤,但是錯誤代碼一閃而過(可能是一個掃描周期)在TIA portal中監控不到(有1.5語了)
- 建議在程序中增加一段錯誤追蹤程序,即檢測到錯誤代碼后,把當前狀態MOVE到另外一個寄存器,就可以看到狀態代碼了;
按照西門子客服的建議,增加了錯誤捕獲程序,繼續跟進問題
錯誤捕獲程序
結論:本以為這次終于能夠發現問題了,結果等了一上午,報警倒是不少,但是錯誤一個沒抓到,真正的問題還是沒有找到,只能繼續跟進;
判斷4: 現在開始,著實有點崩潰了;這么長時間依然沒有找到問題,剩下的只能是瞎貓碰死耗子了,東搞搞,西看看了;突然靈光一現,這么長時間了,一直在找客戶端的問題,會不會服務端有問題?(因為正常S7通訊服務端不需要做任何程序,所以沒往哪方面想,也只能檢查下在線鏈接狀態)
檢查方法:
首先查看客戶端的鏈接狀態和數量--1個S7鏈接 + 3 個 HMI + 1個PC在線,剛好5個,跟設計一致,運行正常;
A線鏈接狀態和機制
接著檢查服務端鏈接狀態和數量,這一看就不得了了,竟然出現了20多個鏈接,通信鏈接資源也全部被占用。。如下圖:
B線鏈接狀態和機制B線鏈接資源使用情況
結論:通過上面的分析,基本可以斷定問題根源--由于B線產生了過多的鏈接,造成通訊鏈接全部被占用,A線發起的S7鏈接出現網絡阻塞,導致通訊時間過長,甚至無法通道;終于長出了一口氣,搞自控的不怕有問題,就怕問題不知道哪里來的;
04 問題解決經過的上面的排查,Zui終問題定位到了B線PLC通訊鏈接上面,問題無非是CPU問題或觸摸屏問題。通過將觸摸屏網線斷開,發現問題依然存在,判斷應該是CPU有問題。
于是,將相關信息提交給西門子技術支持,西門子技術支持認可了判斷結果,給出的建議是先對CPU進行恢復出廠或者升級固件版本,如果都不行則需要更換該CPU返廠檢查;
Zui終,通過同廠內溝通,停下生產,進行了一次CPU固件升級,問題解決;
問題解決后通訊鏈接
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