西門子S7-1500通訊故障案例

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1.應用的基本信息

1.1基本應用信息描述

        我的項目中主要應用西門子兩台plc，一台S7-1516 3PN/DP一台S7-1513F 1PN，未使用CP模板。現場網絡規模比較大，網絡拓撲采用星型加總線型。現場設備如下表，

網絡搭建完成後遇到以下幾個問題：

1. Parker伺服控製器偶爾掉站，可以自行恢複；

2. 菲尼克斯遠程I/O偶爾掉站，需要斷電重啟才可恢複；

3. Datalogic相機控製器偶爾掉站，需要斷電重啟才可恢複；

4. 1513F PLC掛的ET200SP偶爾掉站，普通模塊可自行恢複，安全模塊需要CPU斷電重啟；

2.故障的檢測和解決

2.1 故障或問題分析

        總結了一下發生網絡掉線問題的設備主要是第三方Profinet通訊設備，西門子自己的設備幾乎不會出現掉線問題。進而判斷可能是第三方設備的性能欠缺。用網絡分析工具Wireshark抓取了一段時間內的數據包發現網絡負載較大。進行了以下幾點優化再進行觀察，

1. 設備組態中修改【更新時間】和【看門狗時間】，向上調整；

2. PLC組態中修改【通信負載】，向上調整

        通過以上兩點的優化後設備掉線頻率明顯降低，但是還是會出現掉站現象。此後經過多種方法的嚐試，偶然一次將一台頻繁掉線的設備直接連接到PLC X1接口的另一個端口，經過一周的觀察，此設備沒有再出現掉線情況。分析是MOXA的非管理型交換機對網絡係統有影像，然後進行以下幾點優化再進行觀察，

1．係統中增加一台交換機，型號為西門子的X216網管型交換機，禁用了此交換機X1 X2口的冗餘功能；

2．X216交換機直接和PLC連接，其他MOXA交換機和容易掉線的設備連接到X216交換機；

3．1513F PLC掛的ET200SP直接連接到PLC X1接口的另一個端口

        經過一段時間的觀察後，大部分設備的掉線問題得到解決。隻有Datalogic相機控製器還會出現掉線問題，分析是相機控製器本身的問題，聯係廠家反映問題，廠家更新了一次設備的固件版本，此問題得到解決。

3.實踐聯係理論

        當時解決問題的時候對PLC的通訊原理並不理解，看了老師的講解視頻以後解決了自己的一些疑惑，對PLC的通訊原理有了更深刻的理解。主要是以下幾點，

1. 修改通訊負載後為什麼對程序執行速度以及PC下載上載程序速度有影響；

2. 增加看門狗時間後，為什麼模塊掉線頻率降低；

3. PUT GET通訊，PLC及配套的函數塊所起到的作用；

4. Profinet報文在交換機中的優先轉發機製；

4.經驗總結

4.1遺留的問題

疑惑：

1. MOXA非網管交換機能不能組態Profinet網絡拓撲；

2. 西門子網管交換機在網絡中起到了哪些作用使模塊不再掉線；

3. 某些第三方模塊Profinet通訊性能為什麼比西門子差，是GSD驅動寫的不好還是硬件設計問題；

4.2改進方法

預防及改進措施，

1. 對於大型網絡最好采用冗餘環網加星型的網絡拓撲結構，管理器采用網管型客戶端采用非網管；

2. Profinet網絡與其他TCP/IP等網絡不要在一個網段，防止網絡幹擾；

3. PLC 選型的時候考慮網絡負載，衡量網絡負載與程序執行，選擇大一點的CPU；

來源：西門子工業技術論壇