搜索
Date:2020/2/7Page:1第6章S7-300的故障诊断和维护•6.1故障种类•6.2检查与维护•6.3外部故障的排除方法•6.4内部错误的故障诊断Date:2020/2/7Page:2PLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高，出现故障的概率较低，但是出现故障也是难以避免的。一般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量；重的可能造成财产损失和人员伤亡。如果是一些特殊的控制对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最低。故障发生后，对于维护人员来说最重要的是找到故障的原因，迅速排除故障，尽快恢复系统的运行。对于系统设计人员在设计时要考虑到系统出现故障后系统的自我保护措施，力争使故障的停机时间最短，故障产生的损失最小。Date:2020/2/7Page:3一般PLC的故障主要有外部故障或内部错误造成。外部故障是由外部传感器或执行机构的故障等引发PLC产生故障，可能会使整个系统停机，甚至烧坏PLC。内部错误是PLC内部的功能性错误或编程错误造成，可能会使整个系统停机。S7-300具有很强的错误（或称故障）检测和处理能力。CPU检测到某种错误后，操作系统调用相应的组织块，用户可以在组织块中编程，对发生的错误采取相应的措施。对于大多数错误，如果没有对相应的组织块编程，出现错误时CPU将进入STOP模式。被S7CPU检测到并且用户可以通过相应的组织块对其进行处理的错误可分为两类：1、异步错误异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无关，但异步错误的后果一般比较严重。2、同步错误同步错误是与执行用户程序有关的错误，程序中如果有不正确的地址区，错误的编号或错误的地址，都会出现同步错误，操作系统将调用同步错误OB块。6.1故障种类Date:2020/2/7Page:46.2检查与维护为了保障系统的正常运行，定期对PLC系统进行维护和检查是必不可少的，而且还必须熟悉一些故障诊断和排除的方法。1、定期检查PLC是一种工业控制设备，通常每隔半年时间应对PLC作定期检查。如果PLC的工作条件不符合表6.1规定的标准，就要做一些应急处理，以便使PLC工作在规定的标准环境。2、日常维护PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本上没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机内存（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基本单元上的电池电压就会减低致使电池指示灯点亮，提示用户注意。更换电池是日常维护的主要内容。Date:2020/2/7Page:56.2检查与维护更换锂电池的步骤如下：1）在拆装之前，应先让PLC通电15S以上，这样可使作为内存备用电源的电容充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC作短暂供电，以保护RAM中的信息不丢失。2）断开PLC的交流电源。3）打开基本单元的电池盖板。4）取下旧电池，装上新电池。5）盖上电池盖板。注意：更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。如果时间过长，RAM中的程序将丢失。Date:2020/2/7Page:6表6.1周期性检查一览表检查项目检查内容标准交流电源电压稳定度1)测量加在PLC上的电压是否为额定值？2)是否出现频繁急剧的变化？1)电源电压必须在工作电压范围内2)电源电压波动必须在允许范围内工作环境温度、湿度震动、灰尘温度和湿度是否在相应的变化范围内？（当PLC安装在仪表板上时，仪表上的温度可以认为是PLC的环境温度。）温度0∽55℃相对湿度85%以下振幅小于0.5mm（10∽55Hz）无大量灰尘、盐分和铁屑安装条件1)基本单元和扩展单元是否安装牢固？2)基本单元和扩展单元的连接电缆是否完全插好？3)接线螺钉是否松动？4)外部接线是否损坏？1)安装螺钉必须上紧2)连接电缆不能松动3)连接螺钉不能松动4)外部接线不能有任何外观异常使用寿命1)锂电池电压是否降低？2)继电器输出触点工作正常否？1)锂电池工作5年左右2)继电器输出触点寿命300万次（35V以上）Date:2020/2/7Page:76.3外部故障的排除方法6.3.1故障检查PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备发生故障时，都可用通过PLC上具有诊断指示功能的发光二极管亮灭来诊断。1、总体检查根据总体检查流程图找出故障点的大致方向，然后逐渐细化，以找出具体故障，如图6.1所示。图6.1总体检查流程图Date:2020/2/7Page:82、电源故障检查若电源灯不亮则需要对供电系统进行检查，检查流程图如图6.2所示。图6.2电源故障检查流程图Date:2020/2/7Page:93、运行故障检查电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行，检查流程图如图6.3所示。图6.3运行故障检查流程图Date:2020/2/7Page:106.3.1故障检查4、输入/输出故障检查输入/输出是PLC与外部设备进行信息交流的信道，其是否正常工作，除了和输入/输出单元有关外，还与连接配线、接线端子、保险管等组件状态有关。输入检查流程和输出检查流程如图6.4和图6.5所示。图6.4输入检查流程图Date:2020/2/7Page:116.3.1故障检查图6.5输出检查流程图5、外围环境检查影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪音与粉尘，以及腐蚀性酸碱等。Date:2020/2/7Page:126.3.2故障处理不同故障产生的原因不同，它们也有不同的处理方法，具体请见表6.2～表6.4。表6.2CPU及I/O故障处理序号异常现象可能原因处理1[POWER]LED灯不亮1、电压切换端子不良2、保险丝熔断正确设定切换端子更换保险丝2保险丝多次熔断1、电压切换端子不良2、线路短路或烧坏正确设定切换端子更换电源单元3[RUN]LED灯不亮1、程序错误2、电源线路不良3、I/O单元号重复4、远程I/O电源关，无终端修改程序更换CPU单元修改I/O单元号接通电源4运行中输出端没闭合电源回路不良更换CPU单元5继电器不动作I/O总线不良更换基板单元Date:2020/2/7Page:13表6.3输入单元故障处理序号异常现象可能原因处理1输入全部不接通(动作指示灯也灭)1、未加外部输入电压供电2、外部输入电压低加额定电源电压3、端子螺钉松动拧紧4、端子板连接器接触不良把端子板重新插入、锁紧。更换端子板连接器2输入全部断开(输入指示灯也灭)输入回路不良更换单元3输入全部不关断输入回路不良更换单元4特定继电器编号的输入不接通1、输入器件不良更换输入器件2、输入配线断线检查输入配线3、端子螺钉松驰拧紧4、端子板连接器接触不良把端子板重新插入、锁紧。更换端子板连接器5、外部输入接触时间短调整输入组件6、输入回路不良更换单元7、程序的OUT指令中用了输入继电器编号修改程序Date:2020/2/7Page:146.3.2故障处理序号异常现象可能原因处理5特定继电器编号的输入不关断1、输入回路不良更换组件2、程序的OUT指令中用了输入继电器编号修改程序6输入不规则ON/OFF动作1、外部输入电压低使外部输入电压在额定值范围2、噪音引起的误动作采取抗干扰措施：安装绝缘变压器、安装尖峰抑制器、用屏蔽线配线等3、端子螺钉松动拧紧4、端子板连接器接触不良把端子板重新插入、锁紧。更换端子板连接器7异常动作的继电器编号为8点单位1、COM端螺钉松动拧紧2、端子板连接器接触不良把端子板重新插入、锁紧。更换端子板连接器3、CPU不良更换CPU单元8输入动作指示灯不亮（动作正常）LED灯坏更换单元表6.3输入单元故障处理Date:2020/2/7Page:15表6.4输出单元故障处理序号异常现象可能原因处理1输出全部不接通1、未加负载电源加电源2、负载电源电压低使电源电压为额定值3、端子螺钉松动拧紧4、端子板连接器接触不良把端子板重新插入、锁紧。更换端子板连接器5、保险丝熔断更换保险丝6、I/O总线接触不良更换单元7、输出回路不良更换单元2输出全部不关断输出回路不良更换单元3特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯灭）1、输出接通时间短更换单元2、程序中指令的继电器编号重复修改程序3、输出回路不良更换单元4特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯亮）1、输出器件不良更换输出器件2、输出配线断线检查输出线3、端子螺钉松动拧紧4、端子连接接触不良端子充分插入、拧紧5、继电器输出不良更换继电器6、输出回路不良更换单元Date:2020/2/7Page:16表6.4输出单元故障处理序号异常现象可能原因处理5特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯灭）1、输出继电器不良更换继电器2、由于漏电流或残余电压而不能关断更换负载或加假负载电阻6特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯亮）1、程序OUT指令的继电器编号重复修改程序2、输出回路不良更换单元7输出出现不规则的ON/OFF现象1、电源电压低调整电压2、程序OUT指令的继电器编号重复修改程序3、噪音引起的误动作抗噪音措施：装抑制器、装绝缘变压器、用屏蔽线配线等4、端子螺钉松动拧紧5、端子连接接触不良端子充分插入、拧紧8异常动作的继电器编号为8点单位1、COM端子螺钉松动拧紧2、端子连接接触不良端子充分插入、拧紧3、保险丝熔断更换保险丝4、CPU不良更换CPU单元9输出指示灯不亮（动作正常）LED灯坏更换单元Date:2020/2/7Page:176.4内部错误的故障诊断S7-300具有非常强大的故障诊断功能，通过STEP7编程软件可以获得大量的硬件故障与编程错误的信息，使用户能迅速地查找到故障。这里的诊断是指S7-300内部集成的错误识别和记录功能，错误信息在CPU的诊断缓冲区内。有错误发生或事件发生时，标有日期和时间的信息被保存到诊断缓冲区，时间保存到系统的状态表中，如果用户已对有关的错误处理组织块编程，CPU将调用该组织块。Date:2020/2/7Page:186.4.1故障诊断的基本方法诊断符号用来形象直观地表示模块的运行模式和模块的故障状态，如图6.6所示。如果模块有诊断信息，在模块符号上将会增加一个诊断符号，或者模块符号的对比度降低。图6.6诊断符号其中：1、诊断符号“模块故障”可能的原因：诊断中断、I/O访问错误或检测到故障LED亮。2、诊断符号“当前组态与实际组态不匹配”：表示被组态的模块不存在，或者插入了与组态模块的型号不同的模块。3、诊断符号“无法诊断”：表示该模块不支持模块诊断信息，例如电源模块或子模块。4、诊断符号“强制”：表示在该模块上有变量被强制，即在模块的用户程序中有变量被赋予一个固定植，该数据值不能被程序改变。“强制”符号可以与其它符号组合在一起显示，如图6.6中“强制与运行”符号。Date:2020/2/7Page:196.4.1故障诊断的基本方法从在线的SIMATIC管理器的窗口、在线的硬件诊断功能打开的快速窗口和在线的硬件组态窗口（诊断窗口），都可以观察到诊断符号。通过观察诊断符号，可以判断CPU模块的运行模式，是否有强制变量，CPU模块和功能模块（FM）是否有故障。当调用功能“诊断硬件”后，诊断符号将会显示在在线视图、快速视图（默认设置）或诊断视图的项目窗口中。双击快速视图或诊断视图中的诊断符号，可启动“模块信息”应用程序来显示详细的诊断信息。这些操作关系如图6.7所示。图6.7硬件诊断示意图Date:2020/2/7Page:20使用硬件诊断来判断故障的步骤和方法：1、在STEP7管理画面中，点击菜单栏“查看”→“在线”，打开项目的在线界面；2、在STEP7管理画面中，打开所有的站，使组态中的编程模块均可见；3、在STEP7管理画面中，查看CPU显示的诊断符号，其指示了状态和故障；4、在STEP7管理画面中，选择要检查的站（点击表示选中）；5、在STEP7管理画面中，点击菜单栏“PLC”→“诊断/设置”→“模块信