西門子PLC故障診斷及處理方法

時間：2022-09-25作者：上海博鋮工業(yè)自動化設(shè)備有限公司瀏覽：111

      西門子plc具有很完善的自診斷功能，如出現(xiàn)故障，借助自診斷程序可以方便的找到出現(xiàn)故障的部件，更換后就可以恢復(fù)正常工作。故障處理的方法可參看西門子S7-200PLC系統(tǒng)手冊的故障處理指南。實踐證明，外部設(shè)備的故障率遠**PLC，而這些設(shè)備故障時，PLC不會自動停機，可使故障范圍擴大。為了及時發(fā)現(xiàn)故障，可用梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷和自處理。
西門子PLC故障診斷及處理方法
1. **時檢測
機械設(shè)備在各工步的所需的時間基本不變，因此可以用時間為參考，在可編程控制器發(fā)出信號，相應(yīng)的外部執(zhí)行機構(gòu)開始動作時起動一個定時器開始定計時，定時器的設(shè)定值比正常情況下該動作的持續(xù)時間長20%左右。如某執(zhí)行機構(gòu)在正常情況下運行10s后，使限位開關(guān)動作，發(fā)出動作結(jié)束的信號。在該執(zhí)行機構(gòu)開始動作時起動設(shè)定值為12s的定時器定時，若12s后還沒有收到動作結(jié)束的信號，由定時器的常開觸點發(fā)出故障信號，該信號停止正常的程序，起動報警和故障顯示程序，使操作人員和維修人員能迅速判別故障的種類，及時采取排除故障的措施。
2. 邏輯錯誤檢查
在系統(tǒng)正常運行時，PLC的輸入、輸出信號和內(nèi)部的信號(如存儲器為的狀態(tài))相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號，則說明出了故障。因此可以編制一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。如機械運動過程中先后有兩個限位開關(guān)動作，這兩個信號不會同時接通。若它們同時接通，說明至少有一個限位開關(guān)被卡死，應(yīng)停機進行處理。在梯形圖中，用這兩個限位開關(guān)對應(yīng)的存儲器的位的常開觸點串聯(lián)，來驅(qū)動一個表示限位開關(guān)故障的存儲器的位就可以進行檢測。
A、外部設(shè)備故障
外部設(shè)備就是與實際過程直接聯(lián)系的各種開關(guān)、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、負載等。這部分設(shè)備發(fā)生故障,直接影響系統(tǒng)的控制功能。
B、系統(tǒng)故障
這是影響系統(tǒng)運行的全局性故障。系統(tǒng)故障可分為固定性故障和偶然性故障。故障發(fā)生后,可重新啟動使系統(tǒng)恢復(fù)正常,則可認為是偶然性故障。重新啟動不能恢復(fù)而需要更換硬件或軟件,系統(tǒng)才能恢復(fù)正常,則可認為是固定故障。
C、硬件故障
這類故障主要指系統(tǒng)中的模板(特別是I/O模板)損壞而造成的故障。這類故障一般比較明顯,影響局部。
D、軟件故障
軟件本身所包含的錯誤,主要是軟件設(shè)計考慮不周,在執(zhí)行中一旦條件滿足就會引發(fā)。在實際工程應(yīng)用中,由于軟件工作復(fù)雜、工作量大,因此軟件錯誤幾乎難以避免。對于可編程控制器組成的控制系統(tǒng)而言,絕大部分故障屬于上述四類故障。根據(jù)這一故障分類,可以幫助分析故障發(fā)生的部位和產(chǎn)生的原因。
E、可編程控制器的自診斷測試


可編程序控制器具有較強的自診斷測試功能,在系統(tǒng)發(fā)生故障時要充分利用這一功能。在進行自診斷測試時,都要使用診斷調(diào)試工具,也就是編程器。



F、利用系統(tǒng)功能進行診斷測試
利用可編程控制器本身所具有的各種功能,自行編制軟件、采取一定措施、結(jié)合具體分析確定故障原因。用戶通過程序可以編輯組織塊,來告訴CPU當(dāng)出現(xiàn)故障時應(yīng)如何處理,如果相應(yīng)的故障組織塊OB沒有編程,當(dāng)出現(xiàn)該故障時,CPU轉(zhuǎn)到“STOP”狀態(tài)。
西門子(SIMATIC)PLC以其精湛的德國電路板制造工藝，在我國很過行業(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)備維護技術(shù)人員必須掌握的本領(lǐng)。
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**編程器解決問題，西門子plc都留有通訊PC接口，通過**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**的芯片級電路板維修工程師才可對其進行修復(fù)工作，PLC一般都是模塊話結(jié)構(gòu)構(gòu)成，較為簡單的處理方式就是更換故障板卡。而上海彩亞電路板維修有限公司*有的西門子在線檢測平臺則可以對所有模塊結(jié)構(gòu)進行檢測，然后對故障部位進行芯片級維修處理，從而節(jié)約客戶成本**過70%以上。
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。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，程序丟失或紊亂的可能性就很大，當(dāng)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(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)機功能將正確的程序發(fā)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(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。這時就應(yīng)該檢查電源保險絲是否熔斷，更換熔絲是應(yīng)用同規(guī)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(fù)燒保險絲說明電路板短路或損壞，更換整個電源?！?VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無相應(yīng)的直流電源輸出，當(dāng)電源偏差**出正常值5%時指示燈閃爍，此時雖然PLC仍能工作，但應(yīng)引起重視，必要時停機檢修?！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，如果只是因為一個點的損壞就更換整個模塊在經(jīng)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(yīng)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(diào)的是，無論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊，都要在PLC斷電的情況下進行，S5帶電插拔模塊是**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、運行開關(guān)等，故障的隱蔽性較大，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(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(fù)正常。
3.外圍線路故障
據(jù)有關(guān)文獻報道，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、電機等)，以及導(dǎo)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(shù)高的優(yōu)質(zhì)器件。一些功能強大的控制系統(tǒng)采用故障代碼表表示故障，對故障的分析排除帶來較大便利，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，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廢的嚴(yán)重后果。

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