西门子S7-1500通讯故障案例

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1.应用的基本信息

1.1基本应用信息描述

        我的项目中主要应用西门子两台plc，一台S7-1516 3PN/DP一台S7-1513F 1PN，未使用CP模板。现场网络规模比较大，网络拓扑采用星型加总线型。现场设备如下表，

网络搭建完成后遇到以下几个问题：

1. Parker伺服控制器偶尔掉站，可以自行恢复；

2. 菲尼克斯远程I/O偶尔掉站，需要断电重启才可恢复；

3. Datalogic相机控制器偶尔掉站，需要断电重启才可恢复；

4. 1513F PLC挂的ET200SP偶尔掉站，普通模块可自行恢复，安全模块需要CPU断电重启；

2.故障的检测和解决

2.1 故障或问题分析

        总结了一下发生网络掉线问题的设备主要是第三方Profinet通讯设备，西门子自己的设备几乎不会出现掉线问题。进而判断可能是第三方设备的性能欠缺。用网络分析工具Wireshark抓取了一段时间内的数据包发现网络负载较大。进行了以下几点优化再进行观察，

1. 设备组态中修改【更新时间】和【看门狗时间】，向上调整；

2. PLC组态中修改【通信负载】，向上调整

        通过以上两点的优化后设备掉线频率明显降低，但是还是会出现掉站现象。此后经过多种方法的尝试，偶然一次将一台频繁掉线的设备直接连接到PLC X1接口的另一个端口，经过一周的观察，此设备没有再出现掉线情况。分析是MOXA的非管理型交换机对网络系统有影像，然后进行以下几点优化再进行观察，

1．系统中增加一台交换机，型号为西门子的X216网管型交换机，禁用了此交换机X1 X2口的冗余功能；

2．X216交换机直接和PLC连接，其他MOXA交换机和容易掉线的设备连接到X216交换机；

3．1513F PLC挂的ET200SP直接连接到PLC X1接口的另一个端口

        经过一段时间的观察后，大部分设备的掉线问题得到解决。只有Datalogic相机控制器还会出现掉线问题，分析是相机控制器本身的问题，联系厂家反映问题，厂家更新了一次设备的固件版本，此问题得到解决。

3.实践联系理论

        当时解决问题的时候对PLC的通讯原理并不理解，看了老师的讲解视频以后解决了自己的一些疑惑，对PLC的通讯原理有了更深刻的理解。主要是以下几点，

1. 修改通讯负载后为什么对程序执行速度以及PC下载上载程序速度有影响；

2. 增加看门狗时间后，为什么模块掉线频率降低；

3. PUT GET通讯，PLC及配套的函数块所起到的作用；

4. Profinet报文在交换机中的优先转发机制；

4.经验总结

4.1遗留的问题

疑惑：

1. MOXA非网管交换机能不能组态Profinet网络拓扑；

2. 西门子网管交换机在网络中起到了哪些作用使模块不再掉线；

3. 某些第三方模块Profinet通讯性能为什么比西门子差，是GSD驱动写的不好还是硬件设计问题；

4.2改进方法

预防及改进措施，

1. 对于大型网络最好采用冗余环网加星型的网络拓扑结构，管理器采用网管型客户端采用非网管；

2. Profinet网络与其他TCP/IP等网络不要在一个网段，防止网络干扰；

3. PLC 选型的时候考虑网络负载，衡量网络负载与程序执行，选择大一点的CPU；

来源：西门子工业技术论坛