西門子S5 PLC控制系統常見故障

ID:107593 · 發表于 2016-3-11 01:43

一、軟故障的判斷和處理
　　S5 PLC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，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。
　　檢修實例：設備上電后無法啟動。工程師在檢查后認為程序出錯，很自然地將EPROM卡插入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現完全一樣，重復拷貝無效后認為是PLC硬件故障。我們用PG將備份程序調出，與EPROM上的程序進行比對，結果語句指令表相同，但程序存放地址發生了變化，把備份程序發送到PLC后設備運行正常。可見EPROM上的程序也出現了錯誤，用紫外線擦除后重新寫入問題解決。
　　二、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。
　　
　　三、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。
　　檢修實例：水下切粒機的控制系統出現故障，工程師發現I5.4無輸入導致Q7.0無輸出，切粒機無法開啟。檢查后發現信號轉換器和接近開關同時損壞，更換后正常。像這類故障就具有一定的隱蔽性，排故時要借助萬用表、系統原理圖和邏輯圖逐級排除。
　　SIMATICS5控制系統綜合了數字電路、模擬電路、繼電回路和計算機技術，具有較高的穩定性和可靠性，但一旦出現故障就會造成整個系統停機損失較大，維修有一定困難且維修費用也較高，借助的維修工具除了萬用表有時還要用到示波器甚至計算機，這就要求維修人員具有較高的專業技能，并且有一定的外語和計算機功底，只有對整個系統了解和熟悉后才能對常見的故障做到判斷迅速、排除迅速，并盡可能地降低維修費用，確保系統的正常穩定。

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