西門子PLC故障維修經(jīng)驗

時間：2019-12-10作者：湖南特零自動化設(shè)備有限公司瀏覽：80

  西門子PLC系列產(chǎn)品

        PLC系統(tǒng)故障分析

        PLC主要由*處理單元、輸入接口、輸出接口、通信接口等部分組成，其中CPU是PLC的**，I/0部件是連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器和上位機連接。對于整體式PLC，所有部件都裝在同一機殼內(nèi)；對于模塊式PLC，各功能部件獨立封裝，稱為模塊或模板，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣稀?
PLC控制系統(tǒng)故障分為軟件故障和硬件故障兩部分。PLC系統(tǒng)包括*處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備包括I/0端口和現(xiàn)場控制檢測設(shè)備，如繼電器、接觸器、閥門、電動機等。

       1、PLC軟件故障

       PLC具有自診斷能力，發(fā)生模塊功能錯誤時往往能報警并按預(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，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。
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，程序丟失或紊亂的可能性就很大，強烈的電磁干擾也會引起程序出錯。

       2、PLC硬件故障

      ①PLC主機系統(tǒng)故障

      A、電源系統(tǒng)故障。電源在連續(xù)工作、散熱中，電壓和電流的波動沖擊是不可避免的。

      B、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。通訊及網(wǎng)絡(luò)受外部干擾的可能性大，外部環(huán)境是造成通訊外部設(shè)備故障的*大因素之一。系統(tǒng)總線的損壞主要由于PLC多為插件結(jié)構(gòu)，長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞，在空氣溫度變化、濕度變化的影響下，總線的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。

      ②PLC的I/O端口故障。

       I/O模塊的故障主要是外部各種干擾的影響，首先要按照其使用的要求進行使用，不可隨意減少其外部保護設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進行隔離或處理。

       ③現(xiàn)場控制設(shè)備故障

       A、繼電器、接觸器。減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率?，F(xiàn)場環(huán)境如果惡劣，接觸器觸點易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。

       B、閥門或閘板等類設(shè)備。長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因這類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位，相對的位移一般較大，或者要經(jīng)過電氣轉(zhuǎn)換等幾個步驟才能完成閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，或者利用電動執(zhí)行機構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會產(chǎn)生誤差或故障。

       C、開關(guān)、極限位置、安全保護和現(xiàn)場操作上的一些元件或設(shè)備故障，其原因可能是因為長期磨損，或長期不用而銹蝕老化。對于這類設(shè)備故障的處理主要體現(xiàn)在定期維護，使設(shè)備時刻處于完好狀態(tài)。對于限位開關(guān)尤其是重型設(shè)備上的限位開關(guān)除了定期檢修外，還要在設(shè)計的過程中加入多重的保護措施。

       D、PLC系統(tǒng)中的子設(shè)備，如接線盒、線端子、螺栓螺母等處故障。這類故障產(chǎn)生的原因主要是設(shè)備本身的制作工藝、安裝工藝及長期的打火、銹蝕等造成。根據(jù)工程經(jīng)驗，這類故障一般是很難發(fā)現(xiàn)和維修的。所以在設(shè)備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進行，不留設(shè)備隱患。

       E、傳感器和儀表故障。這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號的不正常。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動力電纜分開敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內(nèi)部進行軟件濾波。

       F、電源、地線和信號線的噪聲(干擾)故障。

       1、PLC軟故障實例

       一臺停機一段時間的PLC控制系統(tǒng)上電后無法啟動

       故障檢查、處理：檢修人員在檢查后認為程序出錯，很自然地將EPROM卡插人PLC中，總清后拷貝程序，完成后重啟，故障依舊，由于程序不大，逐條把EPROM上的程序讀出，與手冊上的指令核對后發(fā)現(xiàn)完全一樣，重復(fù)拷貝無效后認為是PLC硬件故障。

       用PG將備份程序調(diào)出，與EPROM上的程序進行比對，結(jié)果語句指令表相同，但程序存放地址發(fā)生了變化，把備份程序發(fā)送到PLC后設(shè)備運行正常?？梢奅PROM上的程序也出現(xiàn)了錯誤，擦除后重新寫入問題解決。

       2、PLC硬件故障實例

       ①某石化裝置西門子PLC（S7-300，CPU315-2DP）在使用時，突然停止運行。

       故障檢查、分析：檢查報警燈、程序、供電電源，在檢查報警時，發(fā)現(xiàn)CPU上BAT燈亮起。檢査程序時，發(fā)現(xiàn)沒有對電池失效進行故障處理。故障處理：更換CPU電池，對電池失效故障在程序中進行相應(yīng)處理。

       ②某日晚，壓縮機PLC與主控PLC通訊突然中斷，主控DCS上顯示壓縮機PLC與主控PLC通訊中斷報警，壓縮機控制室里的電機信號在主控合成DCS上均顯示紅色（停止狀態(tài)），壓縮機控制室里的一些流量、壓力、溫度等信號，在主控合成DCS上均顯示高低報警。由于通訊中斷使壓縮機控制室里一些重要聯(lián)鎖不能送到主控，從而使全廠停車

       故障檢查、分析：從理論上講，引起壓縮機PLC和主控PLC通訊中斷的原因主要是兩個：一個是軟件不同步；另一個是由于硬件如CP525卡、CPU卡故障。

       首先從軟件方面進行處理。在主控PLC進行了同步操作，強制通訊數(shù)據(jù)字DW13的*14位，結(jié)果通訊仍然沒有建立起來，看來不是主控PLC不同步引起的。接著在壓縮機PLC對其進行了同步操作，強制通訊數(shù)據(jù)字MW10的*14位，結(jié)果通訊建立。從而確認這次壓縮機的PLC與主控PLC通訊中斷的原因是由于壓縮機程序不同步引起的，造成程序不同步的原因是外界的電磁干擾。

       故障處理：為了避免此類故障的再次發(fā)生，應(yīng)加強控制室的屏蔽，禁止在控制室使用移動電話等通訊工具。

       ③西門子PLC（S7-300）的SF燈報警

       故障檢查、分析：SF燈報警說明輸入點有故障。故障處理：檢查各個輸入點工作狀態(tài)，在檢查時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場一臺溫度變送器沒有輸入信號，經(jīng)處理后故障消失。

       ④PLC某個輸入點外部沒有被接通（即使拆開該輸人端子上的連接線效果也相同），但該輸入點實際已經(jīng)被接通而且相應(yīng)輸入指示燈常亮故障分析：判斷該端子的相鄰端子已經(jīng)被接通，而PLC的輸入端子之間存在鐵屑，導(dǎo)致了該輸入點被接通，或該輸入點已經(jīng)被損壞。

       故障處理：拆開PLC的所有輸入端子的連線，發(fā)現(xiàn)輸入端子排上存在很多鐵屑，將端子上的鐵屑吹干凈，然后恢復(fù)接線，故障被排除。

       ⑤控制系統(tǒng)PLC數(shù)字輸入卡SF燈變紅色

       故障檢查、分析：將卡件電源重新送電后，故障現(xiàn)象依然存在；重新啟動PLC主機后，故障指示燈仍舊是紅色。于是對卡件所接收的現(xiàn)場信號一一進行檢查后發(fā)現(xiàn)一回訊開關(guān)有異常。用萬用表測量后發(fā)現(xiàn)，回路電阻無窮大，這說明回訊開關(guān)壞而被數(shù)字輸入卡檢測到。故障處理：更換備件后故障指示燈滅。

       ⑥造粒機PLC控制系統(tǒng)模擬輸入卡接收的現(xiàn)場信號在DCS上指示無窮大

       故障檢查、分析：分析可能是現(xiàn)場壓力變送器和接線箱之間相互連接的通訊電纜出現(xiàn)故障，于是更換通訊電纜，但現(xiàn)象依然如故。仔細檢查分析整個回路后發(fā)現(xiàn)，在回路中容易出現(xiàn)的地方有三個，壓力變送器本身、通訊電纜、卡件，壓力變送器、通訊電纜都已排除。將卡件拆開來看后發(fā)現(xiàn)里面的一個小的集成塊已經(jīng)被燒毀。故障處理：更換卡件。

       ⑦兩個PLC互為熱備的控制器中只有一個能夠運行，另一個始終處于停止

        故障檢查、分析：將整個控制柜斷電、送電后同時啟動兩個PLC主機還是只有一個PLC主機運行。查詢相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)OB70，OB72兩個系統(tǒng)功能塊負責(zé)冗余故障，如果沒有插入這兩個功能塊則系統(tǒng)冗余丟失，即只有一個CPU能夠運行。故障處理：插入這兩個系統(tǒng)功能塊后，控制系統(tǒng)恢復(fù)正常。
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