西門子CPU模塊故障維修

問題: 為什么SIMATIC MMC不能用讀卡機讀出?

   解答: 除了CPU之外,只能用一個現場PG或Power PG (高性能的PG),PG 720 和PG 740(MLFB 6ES7798-0BA00-0XA0)中MMC編程的適配器或USB編程器 (MLFB 6ES7792-0AA00-0XA0)來讀出一個SIMATIC MMC。
   如果使用一個第三方讀卡機來格式化MMC,該MMC的內容會變為無🍌效。然后該MMC再也不能在SIMATIC CPU中使用。

   問題: 在何處連接用于完整設備C7-613 的I/O連接器 X10 上的數字輸入DI 2.0到 2.7 的電源?
   解答: 輸入 2.0 到 2.7 僅需要一個接地連接,不需要一個  24V 電源。輸入完全是無源的。連接 1L  僅用于輸入DIꦏ 0.0 到 1.7。然而💜,連接 1M 卻用于所有的輸入(DI 0.0 到 2.7)。

   問題:當用編程設備功能"Control VAR"對變量進行預先設置時,如果變量大于一個字節,可能會發生一個周期的錯誤結果。
   解答:當指定大于一個字節或一個字的變量時,必須確保用"Control VAR"將變量傳送到內存不是以一個閉運算進行。
   控制功能的傳送是一個字節一個字節完成。如果控制了一個字,那么首次是傳送🎐高字節,然后再是低字節。控制值之間的差別在于低字節,因為這是后來所更新的,雖然高字節已經有了新值。根據傳送步驟和波特率,一個字的傳送次數不同。所有CPU和PG類型都是屬于該類型的傳送(AS 511 協議)。

   問題: AG 90 映像可以在多條線路中顯示嗎?必須考慮些什么因素?
   解答:在下列條件下,AG90U映像可以在一個以上的線路中顯示:
   *多 2 個線路 *多 6 個模塊(插槽 0 到 5),根據用戶要求,可以在 2 個線路中分配這些模塊。 缺省使用的是IM315,也可以使用IM316。 注意:請注意電源要求! IM90 為外部總線(DCᩚᩚᩚᩚᩚᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ𒀱ᩚᩚᩚ 9V)提供*為 300mA電流。因此,所有負載的總和不能超出*電流 300mA。一個IM315 消耗 1mA 一個IM316 消耗 4mA。

   問題:有可能用CPU948 替換 CPU 928B嗎(比如,為了利用附加內存)?
   解答:可以用CPU948 替換 CPU 928B。如果想這樣做,請注意如下區別:
   DX0 要求新的設置,因為不同的安裝有不同的設置選項。時間中斷的次數可以*設置。與此不同的是,CPU948 有一個可變的基本時鐘速率,在DX0中,只能可設置該基本時鐘速率的倍數。 br IA/LA 命令(禁止/ 激活中斷) 在CPU948中,這些命令通過輸入字節 0 僅影響過程中斷。使用OB 122 或 142 代替這些命令。
   內存分配 / 系統數據分配因為內存分配不同(16-bit 地址和 20-bit 地址),所有對地址的直接訪問實例都需要進行修改。這適用于LIR/TIR和TNB/TNW命令以及通過BR命令發布的命令(全局命令)。
   BR 內存 CPU928 有 32-bit BR 內存,而CPU948 只有 20-bit BR 內存.
   BT 范圍 CPU928B中,系統不使用BT范圍。CPU948 中,系統使用部分BT范圍(作為數據處理塊的高速暫存存儲區)。
   塊傳送命令 TNB:在CPU948 中不可用。使用TNW完成從 8-bit區域到 8-bit區域的塊傳送。
   TNW:在CPU948 中,這只能用于完成從 8-bit區域到 8-bit區域或者從 16-bit區域到 16-bit區域的塊傳送,而不能用于那種從 8-bit區域到 16-bit區域或者從 16-bit區域到 8-bit區域的傳送,而這在CPU928B中,可以做到。 br 下列各項可以用于解決這個問題: TXB (在CPU928B中不可用) 用于從 8-bit區域到 16-bit區域的塊傳送。 TXW (在CPU928B中不可用) 用于從 16-bit區域到 8-bit區域的塊傳送。
   DB0 內容(塊地址列表) 在CPU928B中,它包含塊的直接起始地址的地址列表。在CPU948中,它包含段地址。(要獲得一個塊的開始地址,左移 4 位。)
   FB0 作為一個循環塊只要CPU沒有OB1,就用FB0 作為一個用于循環操作的用戶接口。在CPU948 中,FB0 不能用于循環處理。簡單的解決方案:在 OB1中調用FB0。
   (OB9)實時控制看門狗中斷 (OB9) 在CPU948中,不可能通過輸入字節 0 連接過程中斷處理。
   CPU928 中的下述OB在CPU948 中有不同的含義或者不存在: OB 19, 27, 28, 30, 31, 34, 36。
   在CPU948 中不支持的特殊功能下列特殊功能在CPU948 中不可用: OB110, 152, 160-163, 190-193, 216-218, 220, 221, 224, 226, 227, 228,b 240-242, 250, 251。
   在CPU948 中其它編號的特殊功能下列特殊功能在CPU948 中可用,其編號有所不同: OB 111 --- 131 OB 121 --- 141 OB 112 --- 132 OB 122 --- 142 OB 113 --- 133 OB 123 --- 143 OB 120 --- 122
   具有不同參數的特殊功能在CPU928B中OB122的參數不同于OB120的參數。當在CPU948 中參數化OB180時,切記將DBA寄存器移動 16 步,這很重要。
   用于多處理器通信的組織塊(OB200,202-205)改變CPU948 中的accu 4。
   R64 控制軟件在CPU948 上將不會運行。
   重新啟動期間定時器位置處理 CPU928B 在重新啟動期間處理定時器位置,而CPU948 直到RUN時才更新定時器位置(為了與CPU946/947 和 150U 的兼容)。
   在操作系統行為中的微小差別比如,執行級別的優先級(看門狗中斷有一個高于其它中斷的優先級),可以重新參數化。
   CPU928B 的標準FB(數據處理塊除外)必須用CPU948的標準FB來替換。
   在CPU928B中,MSA命令將SAC 1 寫入 accu ♈1 (在PG中該值作為狀態顯示);在CPU948 中,輸入(MSA命令自身的)SAC。

   問題: CPU全面復位后哪些設置會保留下來?
   解答: 當復位CPU時,內存沒有被完全刪除。整個主內存被完全刪除了,但加載內存中數據,以及保存在Flash-EPROM存儲卡(MC)或微存儲卡(MMC)上的數據,則會全部保留下來。除了加載內存以外,計時器(CPU 312 IFM除外)和診斷緩沖也被保留。具有MPI接口或一個組合MPI/DP接口的CPU只在全部復位之前保留接口所采用的當前地址和波特率。另一方面,另一個PROFIBUS地址也被完全刪除,不能再訪問。
   在全部復位之前設置的保護電平也如此保留。

   問題:更新CPU 41x的操作系統后MPI和PROFIBUS接口的設置保留嗎?
   解答: 如果更新了一個CPU操作系統后,必須重新加載程序,因為CPU已經做了一次全面復位。具有一個MPI接口或一個組合MPI/DP接口的CPU只在操作系統更新前保留接口所采用的當前地址和波特率。另一方面,另一個PROFIBUS地址被完全刪除,不能再訪問。
   重要事項:重新設置PG/PC之后,與CPU之間的通訊只能通過MPI或MPI/DP接口來建立。
   注意事項:在操作系統更新之前設置的保護電平和MPI地址一樣會被保留。
   提供的下載中關于如何更🍌新一個操作系統🅷的詳細信息可用于各種CPU的操作系統。

   問題:如何在PROFIBUS DP網絡中改變響應監測時間?
   解答: 如果總線配置文件設置為"user-defined",那么響應監測時間只能手動改變。否則,相應的域變灰,無法進行更改。 /p
   以下是對相關對話框的描述:
   選擇一個總線構件,雙擊。 在注冊表"General"中,點擊按鈕"PROFI𝄹BUS",并轉到"Parameter"。 點擊"Properties"。 總線配置文件可以在"Network settings"中改變。如果點擊"Bus parameter",將會顯示響應監測時間。 /li 該時間可以自動計算。為此,點擊按鈕"Recalculate"或在輸入一個位于 15.000 和 975.000.000 tꦆ_bit之間的值。響應監測時間對于整個PROFIBUS DP網絡有效。

   問題:哪種信息存儲在SIMATIC S7-CPU的診斷緩沖中?
   解答: 系統診斷用于識別,評估和顯示發生在自動系統中的錯誤。為此,在每個有系統診斷能力的CP 和模塊中,有一個包含所有診斷結果詳細信息的診斷緩沖器。
   錯誤由模塊的操作系統識別
   作為整個系統內的*編號(起因) 包括錯誤發生的位置和時間并用純文本顯示。錯誤歷史也被記錄,因為該錯誤消息自動存儲在診斷緩沖中,無需用戶幫助。
   系統診斷的基本功能包括操作系統的所有錯誤事件以及用戶程序的程序順序中的一些特性,它們存儲在診斷緩沖器中,并帶有時間,錯誤編號及附加的相關信息。
   此外,用戶可以在診斷緩沖中輸入用戶自定義的診斷事件(如關于用戶程序的信息),或發送用戶定義的診斷結果到已連接的站中(監測設備如PG,OP,T✤D)。

   診斷緩沖器
   診斷緩沖器能夠 更快地識別故障源,因而提高系統的可用性。 評估STOP之前的*事件,并尋找引起STOP的原因。診斷緩沖器🅠是一個帶有單個診斷條目的循環緩沖器,這些診斷條目顯示在事件發生序列中;*個條目顯示的是✤*近發生的事件。如果緩沖器已滿,g *早發生的事件就會被新的條目所覆蓋。根據不同的CPU,診斷緩沖器的大小或者固定,或者可以通過HW Config中通過參數進行設置。

   診斷緩沖器中的條目包括:
   故障事件 操作模式轉變以及其它對用戶重要的操作事件 用戶定義的診斷事件(用SFC52 WR_USMSG) 在操作模式STOP下,在診斷緩沖器中盡量少的存儲事件,以便用戶能夠很容易在緩沖器中找到引起STOP的原因。因此,只有當事件要求用戶產生一個響應(如計劃系統內存復位,電池需要充電)或必須注冊重要信息(如固件更新,站故障)時,才將條目存儲在診斷緩沖器中。 /p
   在操作模式STOP下,不處理用戶程序。因此,不存有因用🍰戶程序引發的診斷緩沖條目。

   診斷緩沖器中的條目不包括:
   臨時性錯誤 統計信息或跟蹤記錄 關于數據或服務質量的信息 循環OB啟動調用循環發生的故障事件通常僅在*次輸入,在此之后,只有當引起錯誤的原因被識別后才輸入。這確保溢出🌸不會覆蓋重要的條目。通♎過在線幫助,用戶可以分析診斷緩沖條目,并找到可能的原因以及事件的補救措施。

   診斷緩沖器的合理評估
   診斷緩沖器的合理評估一般是通過診斷工具-如S7 系統診斷來完成。用戶程序可以從診斷緩沖器中讀出,♒然而,不能用它來減少控制器對于用戶程序的反應。

   問題: 為什么在2月29日這天關閉CPU 945后,它不能正確地將日期從29.02改變到01.03?
   解答: 如果為CPU 945的硬件時鐘設置了一個不等于0的校正因子(當前固件版本為Z03),并且在日期改變時,C PU位于斷電狀態,那么在閏年從29.02到01.03日期改變不會正確執行。
   示例: 設置日期為29.02。設置時間為23:59:00。現在關閉CPU,一直等到日期已經發生改變。當重新打開時,C PU上的日期仍舊為29.02的23:52:50。 校正因子不等于零的設置導致在閏月時計算了錯誤的時間校正值。然后,硬件時鐘也被設置到該錯誤時間和日期。 /p
   補救措施: 如果使用一個等于零的校正因子,就不再會發生時間漂移行為。可以自己設置校正因子🌟。

   問題:哪些驅動器支持SIMATIC的新功能"Clock Synchronization"?
   解答: 從固件版本V3.1 開始,SIMATIC S7-400 系列的CPU支持新的TIA系統功能"Clock Synchronization"。時鐘同步在等距DP循環,I/O模塊和用戶程序之間做一個直接的鏈接。
   時鐘同步功能由完整的產品組"SIMODRIVE"和"MASTERDRIVE MC"所支持。
   組態驅動器的要求是從V5.2 版本以上的Drive ES Basic,STEP 7 V5.2 和用于S7 400 CPU的固件版本V3.1🔥。在此請注意僅有CPU的內部DP接口可用于通信。

   問題: 在冗余數字輸入模塊上有差異時,在映像中輸入什么?
   解答: 在PII(輸入的過程映像)中,冗余數字輸入模塊的*一個均值有效,直到錯誤定位。在出現差異的情況下,由 CPU識別為故障的模塊處于鈍化狀態(CPU不再讀入有關的輸入字節)。在這種情況下,處于非鈍化狀態模塊的值有效。在此之后,錯誤不再可以被識別,因為在非鈍化模塊上的信號總是被CPU以正確的信號來接受。
   確保故障數字輸入模塊的本地化僅可通過I O類型(互連)與𓆉FܫLF(故障本地化工具)才能實現。

   問題: 為什么需要在一些外圍模塊中使用一個SIFI-C濾波器?這些模塊是如何連接的?
   解答: 對于幾個外圍🐟模塊,必須使用一個SIFI C濾波器,因為在CE認證中使用了該濾波器,以滿足HF吸收和散發的要求。關于在模塊上該使用哪種濾波器的信息可以在當前目錄🌠或在當前系統手冊中找到。

   對于數字輸出模塊,濾波器必須切換到負載電壓源,對于數字輸入模塊,必須切換到模塊/傳感器電源。對于模擬模塊,濾波器必須切換到模塊電源。可以使用同一種濾波器,用于一組輸入輸出模塊。

   檢修: 打開機檢查,發現電源燒壞,估計只是電源燒壞比較容易修,整流橋后濾波電解電容已炸開,保險絲燒得發黑,用萬用表檢查,炸開的濾波電容已短路。保險絲開路,逐個查其它元件未發現有燒壞,更換保險絲和濾波電解電容后通電,測各組電源都已正常,裝好正臺機,通電電源指示燈亮,將輸🐈入點與公共端短路,輸入點燈亮,輸出對應點燈也亮,基本正常,*給歐工用電腦測試證實一切正常。

   問題: 用FM355控制一個PID回路在test的狀態為什么讀不上來PV值?  
 ꧑;  解答: 因為ꦕFM355內部有一個處理器獨立于CPU處理已被參數化的PID參數。CPU與FM355進行數據交換必須調用FB31、PID_FM如改變PID值設定點值讀PV值等每次修改一樣必須設置參數Load_Par為1參數傳到FM355后FM355復位Load_Par。同理讀PV值等操作也是一樣置Read_Var后PV等變量送到CPU DB中FM355復位Read_Var所以要得到連續的PV(反饋)值必須連續置Read_Var為1這樣就可以讀到PV值(可參見例子程序FM_PIDEX:FC100)。

   問題: 怎樣用筆記本電腦把用戶程序寫進Flash Memory Card?  
   解答:
   1)首先建立PC機與CPU MPI口的通訊。  
   2) 清CPU的程序并關電源插入CPU的Memory Card槽中打開電源使CPU置入"Stop"模式。  
   3) 選擇所需的程序"Block"包括程序及硬件組態再選擇命令按鈕。PLCDownload user program to memory card。這樣用戶程序就下載到FLASH MEMORY 中.注意:這個功能將刪除原有的CPU Load Memory 和flash memory card 程序。  
   4) 在置CPU上的開關到RUN模式這時用戶程序從FLASH

   問題: FM450-1在接好線以后為什么讀不出編碼器的值?  
   解答:
   1) 首先要檢測連接是否接好。  
   2) FM450-1的參數化是否與外部設備一致如編碼器的輸入信號PNP、NPN等。  
   3) 另外 編碼器的電源信號與CPU的地(背板接地)是非隔離的所以4號端子必須連接到CPU的地。如果編碼器是電源外供也必須把外部電源的地與CPU的地相連。
  𒈔 在FM350-1中選24V編碼器啟動以后SF燈常亮FM350-1不能工作 問題: 為什么在FM350-1中選24V編碼器啟動以后SF燈常亮FM350-1不能工作? 解答: 要檢查一下首先在軟件組態中要選擇編碼器類型(為24V)再檢查一下FM350-1側面的跳線開關因為缺省的開關設置為5V編碼器一般用戶沒🉐有設置開機后SF燈就會常亮。另外還可以看看在線硬件診斷可以看看錯誤產生的原因是否模板壞了。

   怎樣設置PC-adapter參數?  
   問題: 怎樣設置PC-adapter參數?
   解答: 1) 首先選擇PC-adapter作為下載工具在PC的"control panel"(控制面板)中雙擊"PG/PC interface"在"Access path"中設置參數。在"Access point of the application"中選擇S7 Online(STEP7)選后在🍸"interface parameter assignment used"選擇"PC adapter(MPI)"或"PC adapter (Profibus)"。假設你利用Profibus接口進行編程時這樣PC-adapter就作為STEP7程序的下載工具。 2) 組態adapter的接口參數包括PC的傳輸速率MPI接口的傳輸速率。在PC/PG interface中選中 PC-adapter作為下載工具后單擊"properties"后在"MPI"欄中激活"PG/PC is the only master on the bus"。"Address"通常為0作為編程器在MPI網上的站號。在"network parameter"中選擇" PC-adapter"MPI接口端的傳輸速率以適應整個MPI網缺省為MPI 187.5Kbps用戶不要改為19200否則整個網的傳輸速率不一致。在"Local connection"中組態"PC-adapter"串口端的傳輸速率缺省為19200"COM port"為1"PC-adapter"的撥碼開關缺省打開在19200一端上。 3) 如果是Profibus(集成DP口)編程選擇 PC-adapter(Profibus)及傳輸速率1.5Mbps時即可。 4) 正常通訊時無操作命令時PC-adapter上只有電源燈亮。通訊時通訊燈也亮。參數設置好后仍然能建立通訊也應該檢查一下RS232電纜是否有問題

   西門子PLC的主要故障表現以及處理辦法:

   西門子PLCS5系列目前在我國工業市場常見的主要有U型(通用型)、W型(字處理型)、R型(開關型)等三種型號。不同型號的PLC,其故障表現和判斷方式也不同。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行修復工作,PLC一般都是模塊話結構構成,較為簡單的處理方式就是更換故障板卡。

   1、軟故障的判斷和處理

   S5PLC具有自診斷能力,發生模塊功能錯誤時往往能報警并按預先程序作出反應,通過故障指示燈就可判斷。當電源正常,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問題。S5的用戶程序儲存在PLC的RAM中,是掉電易失性的,當后備電池故障系統電源發生閃失時,程序丟失或紊亂的可能性就很大𝓀,當然強烈的電磁▨干擾也會引起程序出錯。有EPROM存儲卡及插槽的PLC恢復程序就相當簡單,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的聯機功能將正確的程序發送到PLC上。需要特別說明的是,有時簡單的程序覆蓋不能解決問題,這時在重新拷貝程序前總清一下RAM中的用戶程序是相當必要的。通過將PLC上的“RUN”“ST”開關按RUN---ST---RUN---ST---RUN的順序撥打一遍或在PG上執行“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上的程序有時會給檢修帶來困惑。所以經常性的檢查核對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現,🍃維修的基本方法就是更換模塊。根據故障指示燈和故障現象判🍌斷故障模塊是檢修的關鍵,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”等應該是綠色長亮的,哪一個燈的顏色發生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問題。“AC”燈表示PLC的交流總電源,“AC”燈不亮時多半無工作電源,整個PLC停止。這時🔥就應該檢查電源保險絲是否熔斷,更換熔絲是應用同規格同型號的保險絲,無同型號的進口熔絲時要用電流相同的快速熔絲代替。如重復燒保險絲說明電路板短路或損壞,更換整個電ܫ源。“5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無相應的直流電源輸出,當電源偏差超出正常值5%時指示燈閃爍,此時雖然PLC仍能工作,但應引起重視,必要時停機檢修。“BATT”變色燈是后備電源指示燈,綠色正ꦰ常,黃色電量低,紅色故障🌱。黃燈亮時就應該更換后備電池,手冊規定兩到三年更換鋰電池一次,當紅燈亮時表示后備電源系統故障,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;輸出模塊根據型號不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一點輸入輸出都有相應的發光二極管指示。有輸入信號但🐓該點不亮或確定有輸出但輸出燈不亮時就應該懷疑I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個點,如果只是因為一個點的損壞就更換整個模塊在經濟上不合算。通常的做法是找備用點替代,然后在程序中更改相應的地址。但🌜要注意,程序較大是查🧔找具體地址有困難。特別強調的是,無論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊,都要在PLC斷電的情況下進行,S5帶電插拔模塊是*不允許的。

   (3)CPU模塊故障。

   通用型S5PLC的CPU模塊上往往包括有通信接口、EPROM插槽、運行開關等,故障的隱蔽性更大,因為更換CPU模塊的費用很大,所以對它的故障分析、判斷要尤為仔細。

   檢修實例:一臺PLC合上電源時無法將開關撥到RUN狀態,錯誤指示燈先閃爍后常亮,斷電復位后故障依舊,更換CPU模塊后運行正常。在進行芯片級維修時更換了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正常。

   3.外圍線路故障

   據有關文獻報道,在PLC控制系統中出現的故障率為:CPU及存儲器占5%,I/O模塊占15%,傳感器及開關占45%,執行器占30%,接線等其他方面占5%,可見80%以上的故障出現在外圍線路。外圍線路由現場輸入信號(如按鈕開關、選擇開關、接近開關及一些傳感器輸出的開關量、繼電器輸出觸點或模數轉換器轉換的模擬量等)和現場輸出信號(電磁閥、繼電器、接觸器、電機等),以及導線和接線端子等組成。接線松動、元器件損壞、機💟械故障、干擾等均可引起外圍電路故障,排查時要仔細,替換的元器件要選用性能可靠安全系數高的優質器件。一些功能強大的控制系統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,應好好利用。

   總結:西門子PLC常見故障判斷和處理方法與此原理相同▨可依次類推。🌃任何芯片級精密設備遇到故障時,在沒有十足把握情況下,一定要請專業的技術服務企業予以處理,擅自改動程序和維修緊密設備電路板可能會造成設備維修難度加大甚至報廢的嚴重后果。

   西門子S7-400H PLC 的常見故障分析及處理方式:
   

      PLC實質是專用于進行工業控制的計算機,在微型計算機技術支撐下的工業裝置功能拓展了其邏輯控制范圍,因此得以在工業自動化控制中廣泛應用。 隨著PLC技術的日漸成熟和研制PLC系列產品的*越來越多,PLC產品逐漸在性能上實現了高傳輸質量、快速率和穩定寬帶,且相比傳統組網技術而顯現出了低成本優勢,成為了當前工業自動化控制領域的*為重要應用控制系統之一。PLC系列產品研制開發的*主要集中在德國和日本,其中尤以德國西門子公司研制開發的PLC S7系列產品因其在中高端性能領域的顯著優勢而在高端裝備制造業領域得到廣泛應用。目前西門子開發S7 PLC系列產品中,S7-400 PLC由于具備強大的模塊擴展和MPI多點接口功能而在高端裝備制造業中得到應用,然而其存在的故障也具有普遍性。本文在此從分析S7-400產品特點出發,以該產品在化💜工工業領域應用為例分析了產品存在的故障,提出了解決措施,具有一定的參考價值。

    1  S7-400基本設計綜述
    S7-400自動化控制系統采用模塊化設計,具備的強大的模板擴展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。基本系統包括了電源模板、中央處理器、各種ꦬ信號模板 功能模板、接口模板和SIMATICS5模板。這些不同的模塊的組合借助信號總線來連接,利用機架來固定模塊。此外,S7-400還提供多種級別的CPU模塊和種類齊全的通用模塊。由于S7-400是按照冗余方式進行設計的,中央功能也總是冗余配置,開關(O/I )模塊可以使常規配置、切換型配置或冗余配置。而雙通道I/O模塊容錯冗余配置允許每個子系統訪問。S7-400H冗余控制原理是利用“🍷熱備用”模式的自動冗余原理,關鍵點是確保設備在發生故障時能夠無擾動自動切換。設備正常運行時, “熱備用” 模式確保主單元處于正常運行狀態;倘若發生故障,則子單元能獨立完成整個過程的控制。

    2  S7-400H故障分析及相應處理
    前面提到過,S7-400是依照冗余方式來進行設計的,因此S7-400H故障也多以冗余形式出現。 本文在此以化工領域存在的西門子S7-400H冗余故障為例進行分析,并提出了常用的解決方式。
    2.1 循環氣壓縮機控制系統的冗余故障及處理。

    該化工裝置上的丙烯循環氣壓縮機采用的是S7-400HPLC控制系統。該系統的一個穩壓電源突然出現故障,因此就在停車檢修過程中更換了電源裝置,然而在穩壓電源更換好之后,PLC系統再次上電,發現后啟動的CPU1狀態為STOP,ඣ且兩CPU上的REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)紅燈亮,控制器上其它狀態指示燈和故障指示燈卻顯示正常。因此,可🐬基本判斷是系統出項冗余故障造成外部故障。

    解決方式是將兩個控制器的模式選擇開關都扳到STOP位置,然后將先前沒有扳起來的CPU1模式選擇開關扳到RUN位置待RUN綠燈ꦐ亮,STOP黃燈滅后,再將CPU模式選擇開關扳到RUN位置,RUN綠燈閃爍后滅,STOP黃燈一直亮,故障無法排除。系統下電前有一輸入變量被強制,現在FRCE(強制)黃燈亮,將該輸入點的強制取消(兩CPU),FRCE黃燈滅后,再次將狀態為STOP的CPU 0模式選擇開關從 RU NSTOP-RUN位置依次扳動,CPU0 RUN綠燈亮,STOP則黃燈滅,這時兩CPU都為RUN綠燈,REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)燈都滅,故障得以排除。

     2.2 擠壓機控制系統冗余故障及處理
     擠壓機控制系統冗余故障表現是巡檢時兩CPU上的 RED F和EXTF紅燈亮 ,IFM2F紅燈亮;❀熱備CPU1狀態為STOP黃燈亮,CPU1中FM2(同步子模塊)LINKOK燈滅,控制器上其它狀ღ態指示燈和故障指示燈正常。這種狀態可初步判斷為同步模塊故障造成冗余故障,引起外部故障燈亮。

     解決方式是先檢測是哪個部位出現問題。方法是對調CPU1控制的FM2和CPU0控制的💮FM2,結果發現CPU0的FM2 LINKOK燈滅;隨后再將CPU0的FM2和CPU0的FM1對調,4個LINK OK指示燈的狀態沒有變化,由此判斷出現在CPU0的FM1和FM2無問題,然后再將CPU1的FM1和FM2對調,結果發現CPU0的FM1  LINK  OK燈滅,到此通過不同的對調檢測可以判斷出CPU0控制的FM1卡是存在問題。所以需要更換FM1卡,換后控制器中故障指示燈立即出現熄滅,4個LINK OK指示燈均為綠色亮,表明系統恢復正常,故障得以排除。

&nཧbsp;   此外,S7-400H冗余故障表現還有冗余數字輸入模塊差異,如何進行處理也是常見的問題。實際上在PII(輸入的過程映像)中,冗余數字輸入的*一個均值有效,直至錯誤定位。在出現差異時,由CPU識別為故障的模塊處于鈍化狀態,此時處于非鈍化狀態下的模塊的值為有效,此后錯誤不再♕可以被識別,因為在非鈍化模塊上的信號總是被CPU以正確的信號予以接受。為確保故障數字輸入模塊的本地化,可以通過I/O類型互連和FLF來解決。

西門子CPU模塊故障維修