可编程计算机控制器.

第6章 可编程计算机控制器

的调试和项目维护

6.1 项目的维护和诊断

PCC控制系统的调试和维护可以借助于编程软件中提供的诊断工具，同时结合现场情况及技术人员的工作经验，对机械设备和系统中出现的问题和故障，进行有效快速的诊断和排除。Automation Studio提供了一整套完善齐全的维护和诊断工具。

6.6.1 系统记录本（Log book）

所有因例外而触发的错误都记录在系统记录本中。一旦有例外被触发，则所有的输出都被关闭，PCC中的程序将停止运行。为了找到错误的原因，用户可以检查软件中的“系统记录本”记录。

查看记录时，用户只需打开一个窗体，在此窗体中会显示出所有的错误。最上边显示的错误是最新的错误。用户的一些操作也会在记录本中显示，但是这并不影响程序的运行，此类信息称为警告。系统记录本的界面如图6-1所示。

图6-1 系统记录本

系统记录本还记如下的信息。

① 供电情况：控制器每掉电一次，系统记录本就记录一次。例如，显示警告信息，

296 可编程计算机控制器技术

例如：“掉电后热启动”。

② ` 冷/热启动：它可以在控制器的程序中直接触发。在大多数情况下，它们是由系统程序触发的。冷启动能够擦掉RAM内存中的内容（剩余变量初始化为0）。

③ 除零：除零发生在应用程序中。软件中这种情况是不允许的，必须加以改正。例如，显示信息：“例外：除零错误：xx Code-Offset xx”。

④ 循环时间超时：任务的运行时间超出任务等级所允许的最大循环时间。Profiler测量能告知发生的原因。例如，显示信息：“TC#x最大循环时间超时”。

⑤ 模块没有连接：无效访问不存在模快。软件试图访问一个不存在的模快。例如，显示信息：“例外：错误xxx IO（PG/FBK：模块不存在或不正确…）”。

⑥ 移走模块：当系统正在运行时移走模块或模块有错误。例如，显示信息：“例外：错误2xxx IO（ScrM不存在）模块地址：0…”。

⑦ 访问内存：当访问内存时可能发生这类错误。它们通常是由隐藏在运行软件中的错误引起的。例如，显示信息：“例外：总线错误模块：xx Code-Offset xx”；“例外：页错误”。

⑧ 下载操作系统：操作系统的下载是在Automation Studio中执行的。例如，显示信息：“警告：执行PCCSW的更新”。

⑨ 改变日期和时间：用户更改过控制器中的日期和时间。例如，显示信息：“警告：时间/日期改变”。

⑩ 用户显示条目：系统记录本的显示条目能由应用软件自身产生。

因为所有的系统条目集合在一个表格中列出，所以容易得知错误发生的时间及原因。 注意：在系统记录本中，根据发生的时间来解释错误之前，应首先检查控制器中所设置的当前时间。

6.1.2 系统监测器（System Monitor）

在软件配置窗体，打开“View：Monitor”菜单或使用热键+或用快捷键

进入系统监测器模式，系统监测器被激活的界面如图6-2所示。

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 297

图6-2 System Monitor界面

在系统监测器中可以比较目标控制器中的项目与当前打开的项目是否一致，例如，会

提示equal — 表示控制器中的对象和软件项目中的对象一致；not on target — 表示软件项目中的对象不在控制器中；on target only — 表示软件项目中的对象只在控制器中存在等，以及程序中的对象所在的内存位置和运行情况。

1．梯形图监控器LAD Monitor

创建一个梯形图任务以后，在当前编辑画面打开“View：Monitor”菜单或使用热键+或用快捷键 进入LAD Monitor模式。LAD Monitor显示如图6-3所示。

图6-3 LAD Monitor

在LAD Monitor中可以实现变量的监控和设置。 2．Watch监测

Watch监测窗口如图6-4所示。监测的目的在于显示和修改控制器中的变量。除了显

示变量的数值外，其他与之相关的有用信息也将显示出来（如：数据类型，有效范围，I/O

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数据点等）。变量可以以列表和不同的结构形式加以储存。除了显示控制器的变量外，任务也可以在此被中止或开始。在任何时候监控器窗体的当前结构都能被保存、重新打开和恢复。监控器结构也能以不同的名字加以保存。

图6-4 Watch检测窗口

Watch可以通过以下方式打开。

打开Open菜单，如图6-5所示，选中Watch选项即可；或在目标处单击鼠标右键，如图6-6所示，然后点击watch选项就可进入如图6-4所示的Watch检测窗体。

图6-5 Watch 图6-6 PopUp Watch

（1）档案模式。

在变量监测器中改变一个变量是非常容易的。输入的数据一旦确认（除非是打开档案模式），这个新数据就会传递给目标系统。从此刻开始，软件对象开始运行新的数值。

用户一旦激活档案模式，Watch窗口中的数值就不会再更新。通过 “Object：Write Value”按钮或“Object：Write Value”菜单，可将设置的数值传递给CPU，变化的数值随后会以不同的颜色显示出来，这样，用户就能够很容易地对已存的数值和当前的数值做出比较。

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 299

图6-7 Watch窗体的档案模式

如果同时改变多个变量，可以使用档案模式。变量的当前值不在档案模式中显示。使用一个命令（写数值），就可以同时上载目标系统上的所有数值。也可创建自己的处方，随时下载和存储。当保存Watch监测配置时，数值也被保存下来，如图6-8所示。这类数据叫做档案数据。

图6-8 档案模式

档案数据存储在各自的Watch监控配置中，如果打开其中的一个监控配置，就可进入档案模式。

注意：在文件中，可以使用Watch监测窗体和档案模式将重要的变量存储在文件中，因此如果有必要以后可以恢复。

（2）添加变量。

任何一个可执行变量都可以通过如图6-9所示的变量列表对话框来选择添加，并将变量添加到watch模式中。

300 可编程计算机控制器技术

图6-9 Watch下的变量列表对话框

（3）强制I/O点。

用户可以强制设置I/O点，也可将存储器中的数值设置为一固定值，操作窗体如图6-10所示。这种方式可用来检验各I/O点之间的运行是否符合设计目标。强制设置的结果可立即从状态指示灯中读出或通过测量工具来测量。

（4）保存Watch配置。

通过如图6-11所示对话框将变量及其当前值保存到硬盘中。 （5）Watch工具栏。

Watch工具栏如图6-12所示。

如果在Watch监控器中有多个I/O被强制，可使用菜单Object: Force All Off或鼠标右键中的Force菜单清除所有的强制。

Project→Service→Warm Restart，可以删除所有的强制，包括不在Watch监控器中列出的强制。

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 301

图6-10 Watch界面

图6-11 对话框

图6-12 Watch窗体中的工具图标

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3．Trace曲线

现在可以看出，不同的监测器，Line Coverage及Watch监测窗体对于 监测静态变量和动态变量是足够的。但是也有些变量变化太快，用Watch监测窗体来不及监测，很难确切地指出变量是如何变化的，这就是引入Trace曲线的原因。Trace曲线能够记录变量在一段时间内的变化并以图表的形式显示出来，可以保存图表以备查看和后期处理。

如图6-13所示的Trace曲线就是在Monitor监测环境下直接从控制器中对变量进行采样获得的，并在不同的窗口中显示。这个功能在具体的规定时间内对不同任务等级的变量进行采样，最小的采样时间单元是任务的循环时间。监测软件可以同时采样8个变量。

图6-13 变量曲线窗体

（1）打开Trace模式。

在Monitor系统监控器中，选中任务对象，鼠标右键打开菜单，选中Trace命令，或Open，Trace都可打开Trace模式。如图6-14所示。

图6-14 打开Trace模式

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 303

（2）加入曲线配置和新变量。

在变量图表中加入变量。如图6-15所示，最多选择8个变量。

图6-15 选择曲线变量

（3）安装。

将Trace配置安装到控制器上，Trace就自动将数据记录到模块中。Trace记录的开始时间，时间长度都可配置。使用 和 按钮可以开始和停止Trace记录。

（4）显示变量数据（Show Target Data）。 停止记录后，通过“Show Target Data”功能从控制器中上载数据。图6-13所示为Trace曲线的窗体。

点击鼠标右键，在“Edit: Diagram colors”或“Edit: Diagram properties”下可以进行任意设置。例如，激活“Measurement Cursor”和“Reference Cursor”，变量曲线设置如图6-16所示。

图6-16 变量曲线设置

304 可编程计算机控制器技术

4．执行行扫描

（1）在线信息。

CPU Info窗体是一个目标系统信息的总览窗体，它包括的信息有可用内存量、电池状态、CAN站号及目标系统的时钟设置。

图6-17 打开CPU的在线信息

在硬件窗体中的CPU处单击右键，选择在线信息，打开“CPU Info”窗体，如图6-17所示的窗体显示包括系统、内存、日期/时间表。

（2）在源代码上标志并显示程序行的执行。

Line Coverage：程序行监测，进入Line Coverage窗体如图6-18所示。

图6-18 Line Coverage

在调试程序时，点击Line Coverage可以一步一步地运行程序，随时发现程序的错误

信息和变量变化，并随时进行修改。

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5．源代码调试

调试是指设计人员检验程序的逻辑过程。 调试程序时，首先将程序编译下载到控制器中，在高级语言的编辑环境下，点击monitor进入监测画面。在Monitor监测画面中可以分为断点调试和单步调试。

（1）断点调试。断点调试适用于调试庞大的程序。点击Edit菜单，选择Insert/Remove Bookmark来设置断点。断点设置好后，点击Continue，程序会直接跳到断点处，然后从断点处开始运行。断点调试窗体如图6-19所示。

图6-19 断点调试

（2）单步调试。单步调试便于显示每行的调试结果。它是一步一步执行程序的。 在设置断点的基础上，通过step into 或 step over 命令让程序一步一步执行。 6．Profiler

Profiler可以测量和显示重要的系统数据，如任务的运行时间、系统负载、堆栈负载等。 通过Open：Profiler命令打开Profiler模式，配置参数，将Profiler安装到控制器上，完成数据的测量和记录后，将数据上载到AS窗体，Profiler窗体如图6-20所示。

306 可编程计算机控制器技术

图6-20 Profiler窗体

测量结果以列表的形式显示出任务运行的最大值、最小值、平均值及运行次数。Profiler系统能以图形的形式输出测量结果，并保存其配置和测量结果，如果有必要也能以E-mail的形式进行发送。

注意：解释Profiler的测量应由那些详细了解软件的专家来完成。这些测量结果对于软件研发人员尤其重要。

6.1.3 启动模式

B&R控制器有不同的启动模式，通常起动过程完成以下工作。 y 删除所有的输出。

y Warm Restart或Cold Restart后，执行User ROM中的Sysconfig配置。 y 给所有的内部变量和输出变量设置初始值。

y 执行例外任务的初始化程序，使能例外任务，由于初始化程序可以触发例外，因此首先执行例外任务。

y 其他任务级别的初始化程序调用如下：

Timer#1，Cyclic #1，Cyclic #2，Cyclic #3，Cyclic #4，非循环任务。同一任务级别的程序调用顺序由软件配置中的顺序而定。

注意：在初始化期间，循环时间监控失效。Ready继电器激活，RUN灯亮。 y 循环任务的启动如下：

Timer#1，Cyclic #1，Cyclic #2，Cyclic #3，Cyclic #4和非循环任务（用户任务、通信）。同一任务级别的任务调用顺序由软件配置中的顺序而定。 1．热启动Warm Restart

y 初始化系统，使用当前数据（初始值或当前值）启动系统。保留电池缓存数据。 y 软件保持不变，执行SRAM或USER ROM中的软件。 y 新的系统模块（硬件或软件）在热启动后不能被识别。 y 需要用热启动确认PLC错误。 可以通过如下方法触发热启动： y Project→Service→Warm Restart； y 重新掉电，上电；

y 调用功能块“SYSreset（…）的热启动模式”。 2．冷启动Cold Restart

y 整个PLC软件重新初始化。SRAM被删除，USERROM和FIXRAM（或MEMCARD）

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重建系统和项目软件。

y 内部变量、I/O变量、FBK中的静态变量被初始化为0。 y 所有已安装的软件系统模块被识别和初始化。 可以通过如下方法触发冷启动。 y Project→Services→Cold Restart

y 调用功能块“SYSreset（…）的冷启动模式”。 y 从诊断模式切换到运行模式。 3．复位模式Reset/Watchdog

y 软件保持不变，并在SRAM和USER ROM中重建。 y 使用电池缓存数据，内部变量和输出变量赋给初始值。 y 设置系统到SERVICE模式，项目不被激活。 y 在错误记录本中记录：

WARNING：Boot using WATCHDOG or manual reset 可以通过如下方法触发Reset/Watchdog。 y Project→Services→Stop Target 4．出错模式Error/Service

y 如果在PLC中产生一个致命错误，会记录在错误记录本中。 y PLC以ERROR模式启动，进入SERVICE模式。 y 允许AS执行错误分析。

y 出错模式中的行为与Reset/Watchdog模式中一样。 可以通过如下方法触发出错误模式： y 在启动或循环系统中出错。 y 使用功能块“ERR_fatal（…）”。 5．诊断模式Diagnostics

y 只有硬件模块初始化（相当于清空APM）。

y 在USERROM、FIXRAM、MEMCARD的模块没有初始化。

y 允许修改由烧结在USERROM、FIXRAM、MEMCARD中的模块产生的错误。 y 系统设置在诊断Diagnostics模式。 y 冷启动是接下来的启动模式。

y 在诊断模式下可以删除USERROM、FIXRAM、MEMCARD中的模块。

可以通过如下方法触发诊断模式。 y Project→Services→Diagnostics。

y 按住冷启动按纽（Total Init）约5秒种，直到READY 和ERROR灯亮，CPU起动到Diagnostics模式。

y B&R 2005+ B&R 2003：将Hex拨码开关切换到“FF”/“F”，重新掉电，上电。

308 可编程计算机控制器技术

6.2 远程维护功能

控制系统的远程维护已经变得越来越重要，这是由于随着不断加快的全球化进程，越来越多的机器设备出口到国外，而地域问题使我们很难到达有些地方，或到那里需要花费大量的金钱和时间。

Automation Studio™中所有的编程和诊断功能都允许远程维护，系统升级，返回数据，以及在任何时候均可以进行远程记录，甚至路由也可以和远程维护连接起来。

6.2.1 MODEM

如果要通过MODEM建立连接，那么PC机和控制器端必须分别各接一个MODEM。结构如图6-20所示。

图6-20 在线调制解调器连接

在PCC端，必须正确安装MODEM驱动。 1．系统设置

在控制器端，需要进行以下设置。右键打开该接口的属性（Properties）。在如图6-21所示窗体中，选择INA Modem，并选中Activate Modem Configuration选项。

图6-21 MODEM设置

这里可以设置PCC和MODEM的连接，主要需设置的是传输率和MODEM的初始化参数，然后保存并下载到控制器里。

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 309

2．连接设置

MODEM连接可以在Tools：Options下添加，有以下几点属性可以设置，如图6-22所示。

图6-22 通过MODEM的网络连接

PCC上安装的MODEM全部会在MODEM一栏的下拉框中显示，选中一个。电话号码（Telephone number）栏也会列出。不同型号的MODEM，会在Response timeout下列出不同的响应时间，（虽然MODEM是以打包发送数据的，但发送的时间是会变动的，response timeout将会补偿这些时间）。在点击OK保存连接后，就已经创建了MODEM连接，当打开一个项目时它也会自动连接（经过询问后）。

6.2.2 Internet和拨号

Internet和拨号连接也可以用来进行远程维护。当用户拨通另一个网络的IP地址时，Internet连接就可以使用了，可以与Automation Studio™创建标准的Ethernet连接。网络管理员有责任建立通过Internet和拨号连接的网络，控制器上必须输入IP地址，其他的网络也要设置，这样远程维护计算机才可以连接到它（路由器，网关，防火墙，端口号等）。

6.2.3 远程PVI

PVI使我们能用其他PCC机上的接口作为在线接口，用Ethernet连接一台运行Automation Studio™的PC机和另一台PCC，如图6-23所示。需要注意的是，要实现这样的连接必须从网络管理员那里得到PCC的远程端口号，并将其输入到PC机中。这样就建立了PC机与这台控制器的网络连接，就像和本地PCC连接一样。

远程连接必须在服务器PCC上用PVI manager激活，如图6-24所示。 选中Use TCP/IP Communication选项来激活远程连接，如图6-25所示。

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B & R Automation Studio TM可编程计算机控制器技术

PVI Automation NetEthernet Intranet Internet PVI Automation NetB & R 2005 图6-23 远程PVI连接的示意图

图6-24 在PVI monitor中打开设置 图6-25 激活TCP/IP连接，设置端口号

在Number of port里输入远程端口号。必须重启服务器上的PVI manager。当远程维护计算机上的远程连接被激活后，还可以添加一个新的连接。这个连接是与控制器和服务器PC间连接相同类型的连接（比如串口）。点击如图6-26所示的Advanced按钮。

图6-26 进入Advanced设置

第6章 可编程计算机控制器的调试和项目维护 311

点击后弹出以下窗体，如图6-27所示。

图6-27 远程连接的设置

选中Enable remote connection选项，然后点击属性（Properties）按钮来设置远程连接。在Computer name一栏中输入作为服务器PC的名称，或选中IP address直接输入其IP地址。在Port number一栏中输入在服务器PC上定义的PVI manager的端口号。点击OK完成所有输入，随后按着Automation Studio™的指示进行。下一次启动的时候，Automation Studio™会弹出图6-28的画面，询问是否激活远程连接。

图6-28 开启Automation Studio™：是否激活远程连接