西门子PLC时序分析功能和方法

大家都知道PLC编程，调试，并不总是一帆风顺，有时候就会遇到那些偶发的，或者转瞬即逝的故障，并且常常是肉眼来不及观察。这时候就需要进行PLC内部状态、变量的录波，进行时序分析。

TIA博图为S7-1200、S7-1500、ET200SP、SINAMICS等新系列设备提供了一个新的功能：轨迹（Traces）。可以对于这些PLC进行在线录波，用于逻辑分析、故障处理等。
轨迹的功能很强大，最高性能下，可以实现非失真的录波（按照程序的扫描周期记录数据）。比如，可以用OB块执行的频率进行信息的记录（由对应的OB块进行触发），这样就可以实现逻辑故障的直接分析。比如：设备由于某个信号干扰，出现误动作，由于持续的时间非常短，肉眼肯定无法观察到，用第三方的录波软件不能确保直接抓到（也有间接处理的方法，参考《用PLC录波排除控制系统疑难故障的方法》），轨迹功能就可以抓到。
轨迹功能也可以进行同一PROFINET子网里多设备联合录波（由一个设备触发其他设备里的轨迹），这样就可以跟踪解决复杂的系统问题。

轨迹功能简单的操作过程如下：

1、在博图软件里进行轨迹组态：需要记录的变量、触发条件、记录频率、停止条件等。



2、将组态下载到CPU（组态安装），并激活。
3、记录被触发，且测量完成后，将记录数据上载到博图项目中。4、离线分析。详情参考西门子功能手册《SIMATIC/ SINAMICS S7-1500，S7-1200/SINAMICS 使用轨迹和逻辑分析器功能》。


在进行非失真录波时，可能会短时间产生大量数据，这时候是来不及通过通讯外送的，因此，轨迹功能采用了CPU记录，转存到存储卡（存储卡是必须的），再由博图软件事后上载的模式。

有时候，会遇到那种不需要很快，但是需要抓取很长时间数据的情况，比如，对于某个工艺参数进行监控。这时候，可以用HMI的数据记录与趋势图功能，也可以用第三方的录波软件。趋势图存在变量调整不方便，数据刷新速度慢的问题。对于临时数据记录，常常选用第三方的录波软件。对于长时间的较快速数据记录，工业上常常选用第三方的录波系统。

另外，西门子的S7-200SMART、S7-300、S7-400无法用西门子编程软件进行录波，只能选用第三方的解决方案。

下面仅从故障排查的角度，将西门子轨迹功能与第三方的录波软件进行一下对比，供大家参考：

对比项目	西门子轨迹功能	第三方录波软件
是否可以抓到短脉冲？	通过特定OB块进行触发，可以抓到	抓到的概率与脉冲宽度、出现时刻相关，不能保证。
是否可以进行多设备联合录制	可以（需要特定条件）	可以同时连接多个不同的数据源
存储位置	CPU的存储卡	电脑
电脑是否需要一直在线	不需要	需要
变量修改便利性	一般	方便
记录时长	有限（与变量个数、采集频率有关）	仅受电脑磁盘容量限制
分析功能	仅进行时序分析	数值分析、时序分析、滤波、频域分析及其他高级的分析、报表，导出等。
实时转发	无	部分有
典型刷新周期	<10ms	10ms~500ms
典型软件	西门子TIA博图	国外：PLC-ANALYZER、IBA 国内：PLC-Recorder
软件大小	巨大	较小或极小
支持设备	S7-1200、S7-1500、ET200SP等	西门子S7系列各型、AB、CODESYS、施耐德、日系、MODBUS TCP设备等

利用第三方录波软件也能排查疑难故障，这篇文章进行了这方面的总结，大家可以参考。

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