贵州西门子S7-1500PLC模块代理

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PLC控制系统出现功能性故障时如何解决

PLC控制系统
外围电路元器件故障
此类故障在PLC工作一定时间后的故障中经常发生。在PLC控制回路中如果出现元器件损坏故障，PLC控制系统就会立即自动停止工作。
输入电路是PLC接受开关量、模拟量等输入信号的端口，其元器件质量的优劣、接线方式及是否牢靠也是影响控制系统可靠性的重要因素。
对于开关量输出来说，PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式，具体选择哪种形式的输出应根据负载要求来决定，选择不当会使系统可靠性降低严重时导致系统不能正常工作。
此外PLC的输出端子带负载能力是有限的.如果超过了规定的大限值.必须外接继电器或接触器.才能正常工作。
外接继电器、接触器、电磁阀等执行元件的质量，是影响系统可靠性的重要因素。常见的故障有线圈短路、机械故障造成触点不动或接触不良
端子接线接触不良
此类故障在PLC工作一定时间后随着设备动作的频率升高出现。由于控制柜配线缺陷或者使用中的震动加剧及机械寿命等原因，接线头或元器件接线柱易产生松动而引起接触不良。
这类故障的排除方法是使用万用表，借助控制系统原理图或者是PLC逻辑梯形图进行故障诊断维修。对于某些比较重要的外设接线端子的接线，为保证可靠连接.一般采用焊接冷压片或冷压插针的方法处理。
PLC出现非正常工作的功能性故障
 
1、PLC受到干扰引起的功能性故障
 
自动化系统中所使用的各种类型PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施.故具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。PLC受到的干扰可分为外部干扰和内部干扰。
在实际的生产环境下，外部干扰是随机的，与系统结构无关，且干扰源是无法消除的只能针对具体情况加以限制内部干扰与系统结构有关.主要通过系统内交流主电路模拟量输入信号等引起，通过精心设计系统线路或系统软件滤波等处理.可使内部干扰得到大限度的抑制。
PLC生产现场的抗干扰技术措施通常从电源与接地保护、接线安排屏蔽和抗噪声等4个方面着手考虑：
 
(1)、电源与接地保护
PLC本身的抗*力一般都很强。通常.将PLC的电源与系统的动力设备电源分开配线对于电源线来的干扰，一般都有足够强的抑制能力
但是电源干扰特别严重可加接一个带屏蔽层的隔离变压器以减少设备与地之间的干扰，提高系统的可靠性。如果一个系统中含有扩展单元.则其电源必须与基本单元共用一个开关控制，也就是说它们的上电与断电必须同时进行。
为了抑制附加在电源及输入端、输出端的干扰，应给PLC接地线接地线线径要足够粗.接地电阻要小于4Q，接地点应尽可能靠近PLC，并且接地点要与其它设备分开。对供电系统中的强电设备其外壳、柜体、框架、机座及操作手柄等金属构件必须保护接地。
PLC内部电路包括CPU、存储器和其他接口共接数字地.外部电路包括A/D、D/A等共接模拟地并用粗短的铜线将PLC底板与*接地点星形联结防哚声干扰。PLC非接地工作时，应将PLC的安装支架容性接地以抑制电磁干扰。
 
(2)接线安排
电气柜内线路走线布置。只有有屏蔽的模拟量输入信号线才能与数字量信号线装在同一线槽内，直流电压数字量信号线和模拟量信号线不能与交流电压线同在一线槽内。只有有屏蔽的220V电源线才能与信号线装在同一线槽内。电气柜电缆插头的屏蔽一定要可靠接地。
电气柜外部走线安排。直流和交流电压的数字量信号线和模拟量信号线一定要各自用独立的电缆，且要用屏蔽电缆。信号线电缆可与电源电缆共同装在一线槽内.为改进抗噪性建议保证间隔10cm以上。
 
(3)屏蔽处理
 
PLC外壳的屏蔽，一般应保证与电气柜浮空。在PLC外壳底板上加装一块等位屏蔽板(一般使用镀锌板).保护地使用铜导线与底板保持一点连接其截面积应不少于10mm，以构成等位屏蔽体，有效地消除外部电磁场的干扰。
对模拟量信号的屏蔽总线可绝缘并将*点连到参考电位或地(GND)上。数字量信号线的电缆两端接地可保证较好地排除高频干扰。
(4)抗噪声的措施
  对处于强磁场(例如变压器)的部分要进行金属屏蔽电控柜内不宜采用荧光灯具照明。PLC控制系统电源也应采用相应的抗干扰措施。
PLC控制系统电源抗干扰的方法有采用隔离变压器、低通滤波器及应用频谱均衡法3种。其中隔离变压器是较常用的，因为PLC的i/o模块电源常用DC24V.须经隔离变压器降压，再经整流桥整流供给，或者直接使用开关电源供给。
 
2、PLC周期性死机
  PLC周期性死机的特征是PLC每运行若干时间就出现死机或者程序混乱，或者出现不同的中断故障显示，重新启动后又一切正常。根据实践经验认为，该现象较常见原因是由于PLC机体长时间的积灰造成。
所以应定期对PLC机架插槽接口处进行吹扫。吹扫时可先用压缩空气或软毛刷将控制板上、各插槽中的灰尘吹扫净，再用95%酒精擦净插槽及控制板插头。清扫完毕后细心组3.3PLC无故程序丢失
PLC程序丢失通常是由于接地不良接线有误、操作失误和干扰等几个方面的原因造成的：
PLC主机及模块必须有良好的接地。
主机电源线的相线与中性线必须接线正确。
预先准备好程序包，用作备份。
使用手持编程器查找故障时，应将锁定开关置于垂直位置.拔出就可起到保护内存的功能。
由于干扰的原因造成PLC程序丢失.其处理方法可参照PLC受干扰引起故障的处理。当PLG出现故障时，只要按照一般的故障规律进行判断，应该可以准确迅速地把故障排除掉。
装到位.恢复开机便能正常运行

  SIMATIC S7-1500 的技术 CPU 提供以下运动控制功能：速度控制轴、定位轴、同步轴、外部编码器、凸轮、凸轮轨迹、探头、扩展同步动作功能（或不同步位置进行同步，设定值或实际值连接，主值在从轴上的移动，凸轮系统）、凸轮盘、多 4 个编码器或测量系统（作为位置控制用的实际位置）
        追踪功能适用于所有 CPU 标签，既适用于实时诊断，也适用于偶发错误检测；还可通过 CPU的网页服务器来调用
        全面的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动优化控制参数实现控制质量
    集成安全功能
        通过密码进行知识保护，防止未经许可证读取和修改程序块
        通过复制保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
        4-级 *理念：
        与 HMI 设备的通信也会受到限制。
        操作保护：
        控制器可以识别工程组态数据的更改和未*传输。
    设计与操作
        显示概览信息：
        例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。
        显示器上可能的操作：
        设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作模式、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、激活保护等级，确认消息，备份和恢复项目。
    集成系统诊断
        显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 Web 服务器上以纯文本形式*显示系统诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止模式也会进行更新。
        集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态
    SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)
        用作插入式装载存储器，或用于更新固件
        还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）
        通过用户程序的系统函数，实现数据存储/读取
    数据记录（归档）和配方
        配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；
        便于使用 Office 工具或通过 web 服务器，访问工厂运行数据
        通过 Web 浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
    编程

        使用 STEP 7 Professional V14 或更高版本进行编程
    S7-1200 程序可通过复制/粘贴转移至 S7-1500

    西门子S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的苛刻应用。
    具有*处理速度，适用于二进制和浮点运算
    用于系列机器、机器以及工厂中的跨领域自动化任务
    在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
    PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
    PROFINET I/O 控制器，用于经由 PROFINET 控制分布式 I/O。
    PROFINET 智能设备，用于作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器环境下的智能 PROFINET 设备，连接到 CPU。
    两个带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口；可用于网络隔离PROFINET IO 接口 X2 可用于连接更多 PROFINET IO RT 设备，或在快速通信中用作 I 设备。PROFINET 接口 X3 具有千兆数据传输速率的能力。
    PROFIBUS DP 主站接口
    OPC UA 服务器（数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/系统
    在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
    集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，轴定位以及同步操作，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和探头
    用于诊断集成 Web 服务器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注：

SIMATIC 存储卡（用来运行 CPU）

CPU 1518-4 PN/DP 是较快 S7-1500 CPU，具有*容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。例如，它可以作为生产线中的*控制器，也可用作具备高处理速度的机床控制器。

CPU 1518-4 PN/DP 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。
例如，具备独立 IP 地址的其它两个集成式 PROFINET 接口可以用来实现网络隔离。附加的 PROFINET IO RT 设备可通过 PROFINET 接口 X2 进行连接，或以 I-设备的形式建立快速通信连接。X3 接口可用在数据速率为 1 Gbit/s 的传输当中，比如用于与骨干网通信。分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。

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