广东西门子S7-200SMART代理经销商

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可编程序控制器(PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术的一种通用工业自动控制装置。由于PLC是专门为工业生产环境设计的控制装置，因此一般不需要采取特殊措施就可以直接在工业环境使用。PLC控制系统的可靠性通常用平均故障时间间隔(MTBF)来衡量，它表示系统两次故障发生的时间间隔的平均值。在实际中为了保障系统的正常运行，定期对PLC系统进行检查和维护是*的，而且还必须熟悉一般故障诊断和排除方法。PLC控制系统的检查与维护的方法如下。

    在PLC控制系统安装完成以后，系统加电之前，建议对硬件元件和连接进行后的检查。启动前的检查应遵循以下步骤。

    a．检查所有处理器和I/O模块，以确保它们均安装在正确的槽中，且安装牢固。

    b．检查输入电源，以确保其正确连接到供电（和变压器）线路上，且系统电源布线合理，并连到每个I/O机架上。

    c．确保连接处理器和I/O机架的每根I/O通信电缆都是正确的，检查I/O机架地址分配情况。

    d．确保控制器模块的所有I/O导线连接正确，且安全连在端子上，此过程包括使用I/O地址分配表证实每根导线按该表的连至每个端子。

    e．确保输出导线存在，且正确连接在现场末端的端子上。

    f．为了尽可能安全，应当清除系统内以前存储的所有控制程序。如果控制程序存于E²PROM中，应暂时移走该芯片。

紧急停车系统(emergency shut-down system，ESD)是一种应用于工业过程的安全系统，它是工业装置控制系统中重要的组成部分。*，任何一套工业装置在实际操作过程中都可能出现不同的操作条件，有些是正常的，而有些是异常的。异常的工业操作条件可能造成设备不能正常运行、产品质量得不到保证，甚至会造成设备的损坏或装置产生爆炸，造成人员伤亡。ESD系统通过逻辑操作，使装置在异常条件下达到安全工艺条件，或者在危险和紧急状态下，使装置安全停车，确保人员不受伤害，保护设备以及小程度地损失产品。因此，要求ESD系统必须设计成高可靠和实用的安全系统。

    ESD系统的一般构成如图5-5所示，它分为中心单元、输入/输出单元和辅助单元，并且ESD系统与其相关的系统紧密连接，能更好地保证装置的安全操作。

    ①中心单元。ESD系统是装置的安全停车和联锁系统，应充分的安全和可靠。要求它能实时地反应装置的操作状态，并且迅速地动作。ESD系统的中心单元需要联锁的工艺参数（如液位、温度、流量信号等）通过输入设备准确地读入，经过一定的逻辑运算输送到输出设备（如电磁阀、马达等），以达到对工艺装置的联锁。以往ESD系统的中心单元一般采用继电器或的程序控制设备。但对较复杂的系统和功能，继电器或的程序控制设备就受一定限制，有时也很难构成完整的系统。近年来，电子技术的飞速发展，特别是计算机技术的应用，给ESD系统的构成带来许多的方便。一般采用PLC (programable controler)系统构成ESD系统的中心单元。但对完成ESD功能的PLC产品，按目前的标准是有严格规定的。通用的标准是德国DIN标准DI-NV19250、DINVVDE0801、DINVDE0160以及德国的认证-TUV许可证(TUV certification)。TUV许可证有一套完善的安全检验制度，它包括硬件设备，也包括软件功能。按设计规定，凡构成ESD系统的PLC设备，必须根据ESD的类型以及不同的风险等级获得TVU许可证。不同产品构成的系统，适用于不同的安全等级。仅就Honeywell的FSC系统而言，构成的系统和所适用的安全等级如表5-2、表5-3所示，其中AK为要求等级，SK为安全等级。

    表5-2    FSC组成与所对应的要求等级AKl-6(根据DIN)

    表5-3    FSC组成与所对应的安全等级SK3-2(根据TUV)

    FSC-100构成非冗余系统，具有单一的中心单元和单一的输入/输出，如图5-6所示。

    FSC-100R构成冗余系统，具有冗余的中心单元和冗余的输入/输出，如图5-7所示。因此，对于构成ESD系统中心单元的PLC设备，需要根据不同的ESD类型和安全等级选定，以满足系统的要求。

   ②输入/输出单元。ESD系统的输入/输出单元是ESD中心单元与工艺的连接设备。它包括工艺所需的联锁输入ESD的检测设备，如液位、温度、流量的测量设备等以及联锁输出ESD的执行设备，如用于控制阀的电磁阀、用于操作马达的继电器等。这些不同的点（设备），根据其所处工艺的安全等级不同，ESD系统所要求的检测和连接方式也不同。有些需要单点检测和控制，有些则需要多点检测和控制，并且有些点还需要不同检测原理的检测元件，采用2取1或3取2等逻辑，具体实施取决于ESD的类型。对于ESD系统的输入/输出单元，设计要求尽可能直接连到工艺装置，以减少故障点，并且要求输入/输出都被连接成故障一安全型操作，即失去性能（电或气）的任何设备都将被视为故障，从而引起ESD系统动作。

    ③辅助单元。为使系统能更好地工作，并且使维修方便，从安全角度考虑，在ESD系统中设置了各种辅助开关、报警设备、供电设备等，它们一起构成ESD系统的辅助单元。辅助单元的主要功能如下。

    a．启动或预启动工艺。当开车时，某些条件不能达到要求，根据实际情况允许旁路的条件设置辅助旁路开关。

    b．维修。当某些条件需要超驰维修时，设置超驰开关。辅助开关要求采用钥匙型的，而且在责任者允许的情况下使用。使用辅助开关进行旁路和维修时，必须使用报警或警告灯，清楚、直观地表明正在操作。报警单元是用于指示报警，引起ESD系统动作，触发联锁停车信号。设计要求单独设置，并且能够区别出首故障报警信号。用于ESD系统的供电设备，必须采用不间断电源UPS来供电。

    ④相关系统。任何一套装置的控制部分与其ESD系统是紧密连接的，且信号互相联系，特别是与DCS系统的通信。设计上一般采用ESD系统的联锁停车信号在DCS中显示和报警，使用总线连接方式。而DCS控制部分用于系统的联锁点，应以硬线方式连接到ESD系统的输入设备上，而不使用总线通信方式。ESD系统与装置的控制设备DCS系统是分离的，所以DCS系统故障将不会影响ESD系统，从而保证ESD系统能安全可靠运行。
PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本没有其他易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器(RAM)、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落指示灯亮，提示用户注意由锂电池所支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。更换锂电池的步骤如下。

    a．在拆装前，应先让PLC通电15s以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC短暂供电，以保证RAM中的信息不丢失）。

    b．断开PLC的交流电源。

    c．打开基本单元的电池盖板。

    d．取下旧电池，装上新电池。

    e．盖上电池盖板。

    更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3min。如果时间过长，RAM中的程序将消失。

    S7-200硬件故障诊断指导如表5-1所示。

    表5-1    S7-200硬件故障诊断指导

    PLC的故障诊断与维护方法是保证PLC控制系统正常、可靠运行的关键。在实际工作过程中，应充分考虑到对PLC的各种不利因素，定期进行检查和日常保护，保证PLC控制系统安全、可靠地运行。

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