西門子PLC軟/硬件故障判斷和處理方法

2016-12-21 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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西門子(SIMATIC)PLC以其精湛的德國電路板制造工藝,在我國很多行業(yè)被廣泛應(yīng)用,西門子故障處理、PCL電路板維修因而成為很多企業(yè)設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員必須掌握的本領(lǐng)。

本文主要以西門子S5系列PLC為例分析西門子PLC的主要主要故障表現(xiàn)以及處理辦法。

S5系列PLC目前在我國工業(yè)市場常見的主要有U型(通用型)、W型(字處理型)、R型(開關(guān)型)等三種型號。不同型號的PLC,其故障表現(xiàn)和判斷方式也不同。這其中,軟件故障都可以利用西門子專用編程器解決問題,西門子PLC都留有通訊PC接口,通過專用伺服編程器即可以解決幾乎所有的軟件問題。

通過軟件PC程序可以判斷是否是軟件故障,如果是硬件故障,則需要專用的芯片級電路板維修工程師才可對其進(jìn)行修復(fù)工作,PLC一般都是模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)成,較為簡單的處理方式就是更換故障板卡。

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1、軟故障的判斷和處理

S5 PLC具有自診斷能力,發(fā)生模塊功能錯誤時(shí)往往能報(bào)警并按預(yù)先程序作出反應(yīng),通過故障指示燈就可判斷。當(dāng)電源正常,各指示燈也指示正常,特別是輸入信號正常,但系統(tǒng)功能不正常(輸出無或亂)時(shí),本著先易后難、先軟后硬的檢修原則首先檢查用戶程序是否出現(xiàn)問題。S5的用戶程序儲存在PLC的RAM中,是掉電易失性的,當(dāng)后備電池故障系統(tǒng)電源發(fā)生閃失時(shí),程序丟失或紊亂的可能性就很大,當(dāng)然強(qiáng)烈的電磁干擾也會引起程序出錯。有EPROM存儲卡及插槽的PLC恢復(fù)程序就相當(dāng)簡單,將EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能解決問題;沒有EPROM子卡的用戶就要利用PG的聯(lián)機(jī)功能將正確的程序發(fā)送到PLC上。需要特別說明的是,有時(shí)簡單的程序覆蓋不能解決問題,這時(shí)在重新拷貝程序前總清一下RAM中的用戶程序是相當(dāng)必要的。通過將PLC上的“RUN”“ST”開關(guān)按RUN---ST---RUN---ST---RUN的順序撥打一遍或在PG上執(zhí)行“Object—Blocks—Delete---inPLC—allblocks---overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的總清。另外,保存在EPROM中的程序并不是萬無一失的,過分相信EPROM上的程序有時(shí)會給檢修帶來困惑。所以經(jīng)常性的檢查核對EPROM中的程序,特別是PG中的備份程序就顯的尤為重要。

2、PLC硬件故障

PLC的硬件故障較為直觀地就能發(fā)現(xiàn),維修的基本方法就是更換模塊。根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵,盲目的更換會帶來不必要的損失。

(1)電源模塊故障。

一個工作正常的電源模塊,其上面的工作指示燈如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等應(yīng)該是綠色長亮的,哪一個燈的顏色發(fā)生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問題?！癆C”燈表示PLC的交流總電源,“AC”燈不亮?xí)r多半無工作電源,整個PLC停止。這時(shí)就應(yīng)該檢查電源保險(xiǎn)絲是否熔斷,更換熔絲是應(yīng)用同規(guī)格同型號的保險(xiǎn)絲,無同型號的進(jìn)口熔絲時(shí)要用電流相同的快速熔絲代替。如重復(fù)燒保險(xiǎn)絲說明電路板短路或損壞,更換整個電源。“5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無相應(yīng)的直流電源輸出,當(dāng)電源偏差超出正常值5%時(shí)指示燈閃爍,此時(shí)雖然PLC仍能工作,但應(yīng)引起重視,必要時(shí)停機(jī)檢修?！癇ATT”變色燈是后備電源指示燈,綠色正常,黃色電量低,紅色故障。黃燈亮?xí)r就應(yīng)該更換后備電池,手冊規(guī)定兩到三年更換鋰電池一次,當(dāng)紅燈亮?xí)r表示后備電源系統(tǒng)故障,也需要更換整個模塊。

(2)I/O模塊故障。

輸入模塊一般由光電耦合電路組成;輸出模塊根據(jù)型號不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一點(diǎn)輸入輸出都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。有輸入信號但該點(diǎn)不亮或確定有輸出但輸出燈不亮?xí)r就應(yīng)該懷疑I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個點(diǎn),如果只是因?yàn)橐粋€點(diǎn)的損壞就更換整個模塊在經(jīng)濟(jì)上不合算。通常的做法是找備用點(diǎn)替代,然后在程序中更改相應(yīng)的地址。但要注意,程序較大時(shí)查找具體地址有困難。特別強(qiáng)調(diào)的是,無論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊,都要在PLC斷電的情況下進(jìn)行,S5帶電插拔模塊是絕對不允許的。

(3)CPU模塊故障。

通用型S5 PLC的CPU模塊上往往包括有通信接口、EPROM插槽、運(yùn)行開關(guān)等,故障的隱蔽性更大,因?yàn)楦鼡QCPU模塊的費(fèi)用很大,所以對它的故障分析、判斷要尤為仔細(xì)。

檢修實(shí)例:一臺PLC合上電源時(shí)無法將開關(guān)撥到RUN狀態(tài),錯誤指示燈先閃爍后常亮,斷電復(fù)位后故障依舊,更換CPU模塊后運(yùn)行正常。在進(jìn)行芯片級維修時(shí)更換了CPU但故障燈仍然不停閃爍,至到更換了通信借口板后功能才恢復(fù)正常。

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3.外圍線路故障

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,在PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障率為:CPU及存儲器占5%,I/O模塊占15%,傳感器及開關(guān)占45%,執(zhí)行器占30%,接線等其他方面占5%,可見80%以上的故障出現(xiàn)在外圍線路。外圍線路由現(xiàn)場輸入信號(如按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、接近開關(guān)及一些傳感器輸出的開關(guān)量、繼電器輸出觸點(diǎn)或模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬量等)和現(xiàn)場輸出信號(電磁閥、繼電器、接觸器、電機(jī)等),以及導(dǎo)線和接線端子等組成。接線松動、元器件損壞、機(jī)械故障、干擾等均可引起外圍電路故障,排查時(shí)要仔細(xì),替換的元器件要選用性能可靠安全系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)器件。一些功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)采用故障代碼表表示故障,對故障的分析排除帶來極大便利,應(yīng)好好利用。

總結(jié):西門子PLC其他系列的故障判斷和處理方法與此原理相同可依次類推。任何芯片級精密設(shè)備遇到故障時(shí),在沒有十足把握情況下,一定要請專業(yè)的技術(shù)服務(wù)企業(yè)予以處理,擅自改動程序和維修緊密設(shè)備電路板可能會造成設(shè)備維修難度加大甚至報(bào)廢的嚴(yán)重后果。

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