河北西门子S7-1200*代理商（欢迎您）

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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。

怎么判断和处理西门子PLC软/硬件故障

西门子(SIMATIC)PLC以其精深的德国电路板制作工艺，在我国很多行业被广泛使用，西门子故障处理、PCL电路板修理因此成为许多企业设备维护技术人员有必要掌握的手段。
 
本文主要以西门子S5系列PLC为例剖析西门子PLC的主要故障体现以及处理办法。
 
S5系列PLC目前在我国工业市场常见的主要有U型(通用型)、W型(字处理型)、R型(开关型)等三种类型。不同类型的PLC，其故障体现和判别办法也不同。这其间，软件故障都可以使用西门子编程器处理问题，西门子PLC都留有通讯PC接口，经过伺服编程器即可以处理几乎一切的软件问题。
 
经过软件PC程序可以判别是否是软件故障，假如是硬件故障，则需求的芯片级电路板修理工程师才可对其进行修复作业，PLC一般都是模块化结构构成，较为简略的处理办法就是替换故障板卡。
 
一、软故障的判别和处理
 
S5 PLC具有自诊断才能，发作模块功用错误时往往能报警并按预先程序作出反应，经过故障指示灯就可判别。当电源正常，各指示灯也指示正常，特别是输入信号正常，但系统功用不正常(输出无或乱)时，本着先易后难、先软后硬的检修准则主要查看用户程序是否呈现问题。S5的用户程序储存在PLC的RAM中，是掉电易失性的，当后备电池故障系统电源发作闪失时，程序丢掉或紊乱的可能性就很大，当然激烈的电磁搅扰也会引起程序犯错。有EPROM存储卡及插槽的PLC恢复程序就适当简略，将EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能处理问题；没有EPROM子卡的用户就要使用PG的联机功用将正确的程序发送到PLC上。需求特别阐明的是，有时简略的程序掩盖不能处理问题，这时在从头复制程序前总清一下RAM中的用户程序是适当必要的。经过将PLC上的“RUN”“ST”开关按RUN---ST---RUN---ST---RUN的次序一遍或在PG上履行“Object—Blocks—Delete---inPLC—allblocks---overall—Reset”功用就完成了RAM中程序的总清。 另外，保存在EPROM中的程序并不是满有把握的，过分信任EPROM上的程序有时会给检修带来困惑。所以经常性的查看核对EPROM中的程序，特别是PG中的备份程序就显的尤为重要。
 
二、PLC硬件故障
 
PLC的硬件故障较为直观地就能发现，修理的基本办法就是替换模块。依据故障指示灯和故障现象判别故障模块是检修的关键，盲目的替换会带来不必要的丢失。
 
(1)电源模块故障。
 
一个作业正常的电源模块，其上面的作业指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是绿色长亮的，哪一个灯的色彩发作了变化或闪耀或平息就表明那一部分的电源有问题。“AC”灯表明PLC的沟通总电源，“AC”灯不亮时八成无作业电源，整个PLC中止。这时就应该查看电源保险丝是否熔断，替换熔丝是使用同标准同类型的保险丝，无同类型的进口熔丝时要用电流相同的快速熔丝代替。如重复烧保险丝阐明电路板短路或损坏，替换整个电源。“5VDC”、“24VDC”灯平息表明无相应的直流电源输出，当电源误差超出正常值5%时指示灯闪耀，此时尽管PLC仍能作业，但应引起注重，必要时停机检修。“BATT”变色灯是后备电源指示灯，绿色正常，黄色电量低，赤色故障。黄灯亮时就应该替换后备电池，手册规定两到三年替换锂电池一次，当红灯亮时表明后备电源系统故障，也需求替换整个模块。
 
(2)I/O模块故障。
 
输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块依据类型不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二极管指示。有输入信号但该点不亮或断定有输出但输出灯不亮时就应该置疑I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，假如只是由于一个点的损坏就替换整个模块在经济上不合算。一般的做法是找备用点代替，然后在程序中更改相应的地址。但要留意，程序较大时查找具体地址有困难。特别强调的是，无论是替换输入模块仍是替换输出模块，都要在PLC断电的情况下进行，S5带电插拔模块是不允许的。
 
(3)CPU模块故障。
 
通用型S5 PLC的CPU模块上往往包含有通讯接口、EPROM插槽、运转开关等，故障的隐蔽性更大，由于替换CPU模块的费用很大，所以对它的故障剖析、判别要尤为细心。
 
检修实例：一台PLC合上电源时无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯先闪耀后常亮，断电复位后故障仍旧，替换CPU模块后运转正常。在进行芯片级修理时替换了CPU但故障灯依然不断闪耀，至到替换了通讯借口板后功用才恢复正常。

PLC

 
三、外围线路故障
 
据有关文献报导，在PLC控制系统中呈现的故障率为：CPU及存储器占5%，I/O模块占15%，传感器及开关占45%，履行器占30%，接线等其他方面占5%，可见80%以上的故障呈现在外围线路。外围线路由现场输入信号(如按钮开关、选择开关、接近开关及一些传感器输出的开关量、继电器输出触点或模数转化器转化的模拟量等)和现场输出信号(电磁阀、继电器、接触器、电机等)，以及导线和接线端子等组成。接线松动、元器材损坏、机械故障、搅扰等均可引起外围电路故障，排查时要细心，替换的元器材要选用功能牢靠安全系数高的优质器材。一些功用强大的控制系统选用故障代码表表明故障，对故障的剖析排除带来*便利，应好好使用。
 
总结
 
西门子PLC其他系列的故障判别和处理办法与此原理相同可顺次类推。任何芯片级精密设备遇到故障时，在没有十足把握情况下，一定要请专业的技术服务企业予以处理，私行改动程序和修理严密设备电路板可能会形成设备修理难度加大甚至报废的严重后果。

 
SIMATIC S7-1200 CPU
SIMATIC S7-1200 系统有五种不同模块，分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一种模块都可以进行扩展，以*您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板，轻松扩展数字或模拟量 I/O，同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧，进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可连接 8 个信号模块。后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块，便于实现端到端的串行通讯。
安装简单方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣，可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置，当需要安装面板时，可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置，为您提供其它安装选项。这些集成的功能在安装过程中为用户提供了大的灵活性，并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。.
  节省空间的设计
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计，以节省控制面板的空间。例如，经过测量，CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间，在安装过程中，该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间，为您提供了效率和大灵活性。
SIMATIC S7-1200
可扩展的紧凑自动化的模块化概念

它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案，并能*一系列的独立自动化需求。
可扩展性强、灵活度高的设计
信号模块：
大的 CPU 多可连接八个信号模块，以便支持其它数字量和模拟量 I/O。
信号板：
可将一个信号板连接至所有的 CPU，让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU，同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统，以*您应用的需求。
内存
为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件。
集成的 PROFINET 接口
集成的PROFINET 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，该接口支持使用开放以太网协议的第三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器，并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技术
SIMATIC S7-1200 具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术，是一个功能非常强大的系统，可以实现多种类型的自动化任务 。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出[9]
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出，可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组态时，以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列，用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时，将提供带有可变占空比的固定周期数输出，用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和认可的 PLCopen 运动功能块，在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能，也支持移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板，简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制，以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能[9]
SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路，用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器，可轻松组态这些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能，可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算调整值。
PID 调试控制面板
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板，简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能，同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。
SIMATIC S7-1200硬件创新…
集成Profinet / Ethernet 端口
不需要编程电缆和以太网扩展模块，减少了安装空间和成本。
信号板的概念
信号板可以增加额外的I / O点，而不必要改变CPU的体积；例如仅仅需要一路热电阻传感器信号的输入，通过信号板就可以完成。
CPU本体集成数字量I/O，模拟量I/O和运动控制I/O
不需要额外的硬件扩展，减少了PLC安装空间和成本。

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