1．s7-pdiag軟件簡單介紹
診斷消息用于指示操作人員系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和故障的位置及原因。通常情況下取plc中的一個位信號作為觸發(fā)信號，在hmi中設(shè)置相應(yīng)的報警文本，當(dāng)信號為1時，表示有故障，彈出設(shè)置的報警文本，當(dāng)信號為0時，故障消除，報警文本顯示故障消除并歸檔，這樣的報警消息由hmi掃描plc中故障位的狀態(tài)，占用大量的通信負(fù)荷，同樣通過符號表產(chǎn)生的消息同樣由cpu掃描消息觸發(fā)位信號，如圖1所示，消息的類型為“scan”，掃描的間隔可以設(shè)定。
圖1 由符號表產(chǎn)生的消息
采用與程序塊調(diào)用等相關(guān)的報警消息由plc觸發(fā)（例如調(diào)用sfb34、35或sfc17、18、107、108等發(fā)送消息，s7-400 cpu支持sfb的調(diào)用）只有當(dāng)故障觸發(fā)時才發(fā)送報警消息，由于plc與hmi集成在一個項(xiàng)目下，plc中定義文本消息存儲于hmi中，故障觸發(fā)時只發(fā)送位狀態(tài)而不發(fā)送整個文本消息，減少通信負(fù)荷，消息的類型為“alarm_x”(x:為s、8、8p等不同的子類型)，如圖2所示：
圖2 塊調(diào)用產(chǎn)生的消息
s7-pdiag軟件通過內(nèi)部調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)sfc17、18、107、108完成消息的傳送（sfc107、108替代sfc17、18,與之相比帶有通信資源管理功能）。
2．s7-pdiag軟件診斷功能的種類
s7-pdiag包含三種診斷功能，分別是地址監(jiān)控（address monitoring）、全局監(jiān)控（global monitoring或general monitoring）和運(yùn)動監(jiān)控（motion monitoring），下面分別介紹這三種診斷功能。
2.1 地址監(jiān)控
地址監(jiān)控功能監(jiān)控一個位信號的狀態(tài)變化，可以設(shè)定一個沿信號和電平信號，設(shè)置界面如圖3所示：
圖3 地址監(jiān)控功能設(shè)置界面
在“initial diagnostic address”設(shè)置監(jiān)控的地址，如m1.1,然后選擇監(jiān)控的信號，如沿信號和電平信號，如果激活“delay”功能，則需要設(shè)定相應(yīng)的延遲時間，表示如果監(jiān)控信號變化，將延遲設(shè)定的時間后觸發(fā)，s7-pdiag在程序內(nèi)部調(diào)用sfc64，時間格式為iec標(biāo)準(zhǔn)，例如t#1h19m12s100ms 表示的時間值為1小時19分12秒100毫秒，配置的延時定時器的個數(shù)沒有限制。在“meassage”欄中設(shè)定信號觸發(fā)的消息和優(yōu)先級，配置完成后點(diǎn)擊“ok”鍵確認(rèn)。
2.2 全局監(jiān)控
全局地址監(jiān)控功能監(jiān)控一個表達(dá)式，如果表達(dá)式結(jié)果為1則觸發(fā)消息，設(shè)置界面如圖4所示：
圖4 全局監(jiān)控功能設(shè)置界面
在“initial diagnostic address”設(shè)置監(jiān)控的初始地址，如m1.1,在“monitoring definition”中定義事件觸發(fā)的條件，觸發(fā)條件必須使用s7-pdiag語言編寫，s7-pdiag語言包含下列基本指令：
and 與操作，例如表達(dá)式為 m1.1 and m1.2，如果m1.1與m1.2為1，表達(dá)式結(jié)果為1；
ondt 執(zhí)行信號on延時，例如表達(dá)式為ondt（m1.1,t#2s），如果m1.1為1并延時2秒后表達(dá)式結(jié)果為1；
en 存入下降沿結(jié)果，例如表達(dá)式為en（m1.1），m1.1產(chǎn)生下降沿時表達(dá)式結(jié)果為1，m1.1再次為1時，表達(dá)式結(jié)果為0；
ep存入上升沿結(jié)果，與en相反；
not 取反，例如表達(dá)式為not m1.1, 如果m1.1為0時表達(dá)式結(jié)果為1；
or 或操作，例如表達(dá)式為 m1.1 or m1.2，如果m1.1與m1.2其中一個為1，表達(dá)式結(jié)果為1；
srt置位復(fù)位延時，例如表達(dá)式為srt(m1.1,m1.2 t#2s),如果m1.1為1（沿信號）2秒后，表達(dá)式結(jié)果為1，如果如果m1.1再次為1，表達(dá)式結(jié)果為0，2秒后表達(dá)式結(jié)果為1，如果m1.2為1（沿信號），表達(dá)式結(jié)果為0。
xor異或，例如表達(dá)式為m1.1 xor m1.2，當(dāng)m1.1與m1.2不相同時表達(dá)式結(jié)果為1。
如果在一個表達(dá)式中使用多個指令，指令的優(yōu)先級參考表1
表1： s7-pdiag 指令優(yōu)先級
指令
優(yōu)先級
()
1
ep, en, ondt, srt
2
not
3
and
4
xor
5
or
6
在“meassage”欄中設(shè)定信號觸發(fā)的消息和優(yōu)先級，配置完成后點(diǎn)擊“ok”鍵確認(rèn)。
2.3 運(yùn)動監(jiān)控
運(yùn)動監(jiān)控對用戶編寫的定位過程進(jìn)行監(jiān)控，運(yùn)動監(jiān)控有下列幾種監(jiān)控方式：
1）執(zhí)行監(jiān)控（action monitoring）
當(dāng)啟動命令執(zhí)行后，在設(shè)定的時間內(nèi)沒有到達(dá)定位的位置（限位信號），觸發(fā)消息的生成。執(zhí)行監(jiān)控的設(shè)置界面如圖5所示：
圖5 運(yùn)動監(jiān)控－執(zhí)行監(jiān)控功能設(shè)置界面
執(zhí)行監(jiān)控界面中使用s7-diag語言預(yù)先設(shè)定觸發(fā)條件并不可以修改，如圖5中，如果m1.2為1（執(zhí)行），20秒后m1.1（限位開關(guān)）沒有到達(dá)，觸發(fā)報警消息。
2）啟動監(jiān)控（startup monitoring）
如果啟動命令發(fā)出后，在設(shè)定的時間內(nèi)沒有動作，則觸發(fā)消息，這與用戶生成的啟動失敗的報警過程相同，啟動監(jiān)控的設(shè)置界面如圖6所示：
圖6 運(yùn)動監(jiān)控－啟動監(jiān)控功能設(shè)置界面
啟動監(jiān)控界面中使用s7-diag語言預(yù)先設(shè)定觸發(fā)條件并不可以修改，如圖6中，如果m1.2為1（執(zhí)行），1秒后m1.1（限位開關(guān)）為1（物體沒有移動），觸發(fā)報警消息。
3）定位監(jiān)控（reaction monitoring）
當(dāng)定位任務(wù)完成后但是并沒有達(dá)到要求的位置，在設(shè)定的時間延時后觸發(fā)報警消息，滿足定位范圍需要附加的限位開關(guān)，定位監(jiān)控的設(shè)置界面如圖7所示：
圖7 運(yùn)動監(jiān)控－定位監(jiān)控功能設(shè)置界面
定位監(jiān)控界面中使用s7-diag語言預(yù)先設(shè)定觸發(fā)條件并不可以修改，如圖7中，如果m1.2為1（定位完成），m1.1（限位開關(guān)）不為1（輔助限位開關(guān)），1秒后觸發(fā)報警消息。
4）連鎖監(jiān)控（interlock monitoring）
檢測控制命令觸發(fā)后連鎖條件是否滿足，連鎖監(jiān)控的設(shè)置界面如圖8所示：
圖8 運(yùn)動監(jiān)控－連鎖監(jiān)控功能設(shè)置界面
連鎖監(jiān)控界面中使用s7-diag語言預(yù)先設(shè)定觸發(fā)條件并不可以修改，如圖8中，如果m1.2為1（命令觸發(fā)）1秒后，m1.1（連鎖條件）不滿足（為0），觸發(fā)報警消息。
注意：
運(yùn)動監(jiān)控只適合用戶編寫的簡單位置控制，所有監(jiān)視通過行程開關(guān)、接近開關(guān)等來實(shí)現(xiàn)，西門子所有定位模塊都包含上述故障監(jiān)控，不需要使用s7-diag軟件實(shí)現(xiàn)。
3．替代功能
使用替代功能可以在消息文本中插入故障觸發(fā)時某一個過程值或在編譯時生成替代文本。
3.1 插入過程值
在消息文本中可以插入一個故障觸發(fā)時的過程值，如圖8所示，在“record associated value”定義一個過程值，如md12，在文本中使用@1x%顯示格式@替代md12，顯示格式可以參考s7_daig手冊，例如6d表示以十進(jìn)制顯示，數(shù)值最大為6位，u表示無符號十進(jìn)制數(shù)，沒有位數(shù)限制。例如輸入的消息文本為“action failure,pressure value = @1x%6d@”，如果md12為123，在hmi顯示的文本為“action failure,pressure value =123”。
3.2 文本替代值
如果監(jiān)控一個fb塊的形參，這個fb塊又在其它的fb塊中作為形參多次調(diào)用，這樣在初始的fb塊定義的消息文本只能作為一個模板，無法表示其它多次嵌套調(diào)用該fb而生成的消息文本，在消息文本模板中使用$$替代符號$$，例如“u2”表示在編譯時使用作為形參的fb名稱替代u,2表示fb被調(diào)用2次（兩個單元），詳細(xì)替代符號參考s7_daig手冊。
4．配置一個消息
下面以例子的方式介紹消息的生成。
1）首先在lad/stl/fbd程序編輯器，點(diǎn)擊需要監(jiān)控的地址，按鼠標(biāo)右鍵，選擇“special object properties”->“monitoring”進(jìn)入消息配置界面，如圖9所示：
圖9 監(jiān)控設(shè)置界面
在“template”中選擇監(jiān)控的類型，點(diǎn)擊“new”鍵進(jìn)入消息配置界面（參考圖3～圖8），按照模板提供的選擇配置消息，配置完成后點(diǎn)擊“ok”鍵確認(rèn)。按上述的方法配置所需的消息。
2）選擇block文件夾，點(diǎn)擊“options”-> “configure process diagnostics”命令進(jìn)入過程診斷配置界面如圖10所示：
圖10 過程診斷配置界面
點(diǎn)擊菜單“options”->“customize”設(shè)置編譯選項(xiàng)，如圖11所示：
圖11 過程診斷編譯設(shè)定界面
選擇“using auxiliary networks”配置附加程序段選項(xiàng)后，如觸發(fā)故障，可以在hmi中顯示引起故障的程序和原因，如果故障原因帶有m和q將會被輸入替代，參考如下程序：
a m1.1
a i1.1
= m1.2 //監(jiān)控點(diǎn)
a i1.2
= m1.1
如果m1.2為1觸發(fā)報警消息，在hmi顯示故障程序?yàn)椋?br>a i1.2
a i1.1
= m1.2
如果沒有選擇該選項(xiàng)，則在hmi顯示故障程序?yàn)椋?br>a m1.1
a i1.1
= m1.2
在“default settings”欄中設(shè)定故障檢測和初始狀態(tài)檢測需要調(diào)用的功能塊和相應(yīng)的報警數(shù)據(jù)塊，如圖12所示：
圖12 缺省設(shè)置界面
設(shè)置完成后點(diǎn)擊確認(rèn)鍵推出。
3）點(diǎn)擊“options”->“ exclusion addresses”或termination addresses配置排除地址（exclusion addresses）和終止地址（termination addresses）。
排除地址和終止地址都是作用于附加程序段（auxiliary networks）的，如果在排除地址設(shè)置中選擇某個地址，例如i1.1,如果故障觸發(fā)時，在hmi顯示故障程序中將不在顯示i1.1。
選擇生成附加程序段后，所有的故障程序在hmi中將直接顯示輸入地址，如果在某段程序中不需要顯示附加程序段，則可以使用終止地址，例如選擇m1.1，當(dāng)m1.1為1時，同時故障觸發(fā)，在hmi顯示的故障程序?yàn)椤?br>a m1.1
a i1.1
= m1.2
4）編譯過程診斷，選擇菜單命令“process diagnostics”->“compile completely”，生成相應(yīng)的診斷程序。
5）在ob1中調(diào)用fb44(按照缺省設(shè)置)，fb44內(nèi)部自動調(diào)用fb45，fb44的調(diào)用示例如下：
call fb 44 , db44
pdiagzyklus:=#ob1_scan_1 //ob1的開始信息。
5．顯示一個消息
在相同的項(xiàng)目中插入simatic op站 雙擊該站，打開protool項(xiàng)目。選擇面板類型后，點(diǎn)擊“ok”鍵完成項(xiàng)目的創(chuàng)建，然后在protool中的“controllers”中建立面板和plc的通訊連接。
點(diǎn)擊菜單命令“system”->“proagent”將配置的診斷信息添加到hmi系統(tǒng)中，如圖13所示：（在protool中需要安裝proagent軟件，否則在菜單“system”下沒有“proagent”項(xiàng)。proagent軟件可在 protool/pro 歐洲版的cd中 找到）
圖13 hmi proagent設(shè)置界面
配置完成后點(diǎn)擊“ok”鍵確認(rèn)。
在畫面中加入消息顯示窗口，如果觸發(fā)故障事件，用戶配置的消息文本將顯示在消息窗口中。
如果需要可以插入“detail view”窗口，在該窗口中可以顯示故障的觸發(fā)時間（故障程序）；“unit view”顯示s7-pdiag提供的udt_unit和 udt_s_unit信息；“motion view”顯示s7-pdiag提供的udt _motion的信息，udt的數(shù)據(jù)格式不能修改，畫面的功能這里不再詳細(xì)介紹。