西门子S7-200-PLC的维护

PLC控制系统编程与实现任务提出任务目标相关知识任务分析任务实施任务训练任务十九西门子S7-200PLC的维护PLC控制系统编程与实现一.任务提出定期对PLC系统进行检查和维护，对某一PLC控制系统进行故障诊断并排除故障。PLC控制系统编程与实现1.掌握PLC控制系统维护的方法。2.能够对PLC控制系统进行故障诊断。3.掌握PLC的故障查找方法及处理方法。二.任务目标PLC控制系统编程与实现1.基本知识(1)起动前的检查起动前的检查应遵循以下步骤：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。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。确保连接处理器和每个I/O机架的每根I/O通信电缆是正确的，检查I/O机架地址分配情况。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指定连至每个端子。确保输出导线存在，且正确连接在现场末端的端子上。为了尽可能安全，应当清除系统内存中以前存储的任何控制程序。如果控制程序存在于EEPROM中，应暂时移走该芯片。三.相关知识预防性维护主要包括以下内容：定期清洗或更换安装于机罩内的空气过滤器。这样可确保为机罩内提供洁净的空气环流。对过滤器的维护不应推迟到定期机器维护的时候，而应该根据所在地区灰尘量定期进行。不应让灰尘和污物积在PLC元件上。为了散热，生产厂家一般不将CPU和I/O系统设计成可防尘的。若灰尘积在散热器和电子电路上，易使散热受阻，引起电路故障，而且，若有导电尘埃在电路板上，则会引起短路，使电路板永久损坏。定期检查I/O模块的连接，确保所有的塞子、插座、端子板和模块连接良好，且模块安装牢靠。当PLC控制系统所处的环境经常有能松动端子连接的振动时，应当场作此项检查。注意不让产生强干扰的设备靠近PLC控制系统。三.相关知识⑵定期检查三.相关知识序号检修项目检查内容判断标准1供电电源在电源端子处测量电压波动范围是否在标准范围内电压波动范围：85%~110%供电电压2外部环境环境温度环境湿度积尘情况0-55℃35%-85%RH，不结露不积尘3输入输出用电源在输入输出端子处测电压变化是否在标准范围内以各输入输出规格为准4安装状态各单元是否可靠固定电缆的连接器是否完全插紧外部配线的螺钉是否松动无松动无松动无松动5寿命元件电池、继电器、存储器以各元件规格为准表6-12PLC定期检修若需替换一个模块，用户应确认被安装的模块是同类型的。有些I/O系统允许带电更换模块，而有些则需切断电源。如替换后可解决问题，但在一相对较短时间后又发生故障，那么应注意检查能产生电压的感性负载，也许需要从外部抑制其电流尖峰。如果熔体在更换后又被烧断，则有可能是模块的输出电流超限，或输出设备被短路。三.相关知识⑶I/O模块的更换⑷日常维护PLC除了锂电池及继电器输出点外，基本没有其他易损元器件。锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐渐降低达到一定程度时，必须更换电池。更换锂电池的步骤为：①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做短暂供电，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。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中的信息将消失。三.相关知识①指示诊断三.相关知识⑴PLC控制系统的诊断与处理对于输入模块，电源指示器显示标明输入设备处于受激励状态，模块中有信号存在。逻辑指示器显示表明输入信号已被输入电路的逻辑部分识别。如果逻辑和电源指示器不能同时显示，则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。输出模块的逻辑指示器显示时，表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。除了逻辑指示器外，一些输出模块还有一只熔体熔断指示器或电源指示器，或者二者兼有。熔体熔断指示器只表明输出电路中的保护性熔体的状态；输出电源指示器显示时，表明电源已加在负载上。像输入模块的电源指示器和逻辑指示器一样，如果不能同时显示，就表明输出模块有故障了。2.拓展知识出现输入故障时，首先检查电源指示器是否响应现场元件（如按钮、行程开关等）。如果输入器件被激励（即现场元件已动作），而指示器不亮，则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。若电压值正确，则可替换输入模块。若逻辑指示器变暗，而且通过编程器监视，知道处理器（CPU）未扫描到输入，则输入模块可能存在故障。如果替换的模块并未解决问题且连接正确，则可能是I/O机架或通信电缆出了问题。三.相关知识②诊断输入故障出现输出故障时，首先应观察输出设备是否响应逻辑指示器。若输出触点通电，逻辑指示器变亮，输出设备不响应。那么，首先应该检查熔体或替换模块。若熔体完好，替换模块未能解决问题，则应检查现场接线。若通过编程器监视到PLC的一个输出已经接通，但相应的指示器不亮，则应替换模块。在诊断I/O故障时，最佳方法是区分究竟是模块自身问题，还是现场连接上的问题。如果有电源指示器和逻辑指示器，模块故障易于发现。通常，先更换模块，或测量输入输出端子板两端电压测量值正确，模块不响应，则应更换模块。若更换后仍无效，则可能是现场连接出现了问题。输出设备截止，输出端间电压达到某一预定值，就表明现场连线有误。若输出器受激励，且LED指示器不亮，则应替换模块。如果不能从I/O模块中查出问题，则应检查模块接插件是否接触不良或未校准。最后，检查接插件端子有无断线，模块端子上有无虚焊点。三.相关知识③诊断输出故障三.相关知识可以通过编制一个程序来分类显示系统的故障，从而诊断出故障部位，其方法如下：将所有的故障检测信号按层次分成组，每组各包括几种故障，如对于多工位的机加工自动线的故障信号，可分成故障区域（单机号），故障部件（动力头、滑台、夹具等），故障元件3个层次。当具体的故障发生时，检查信号同时分别送往区域、部件、元件3个显示组，这样可指示故障发生在某一区域、某部件、某元件上。这种诊断方法，显示出具体的故障元件，使判断、查找十分方便，提高了设备的维修效率，同时也节省PLC的显示输出点。④故障信号显示程序三.相关知识⑵PLC的故障查找方法及处理方法①总体检查图6-33总体检查流程图三.相关知识图6-34电源故障检查流程图②电源故障检查③运行故障检查图6-35运行故障检查流程图三.相关知识④输入输出故障检查三.相关知识图6-36输入故障检查流程图图6-37输出故障检查流程图影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪声、粉尘以及腐蚀性酸碱等。⑤对外部环境的检查1）PLC的CPU装置、I/O扩展装置常见故障的处理⑥故障的处理序号异常现象可能原因处理方法1[POWER]LED灯不亮电压切换端子设定不良正确设定切换装置熔体熔断更换保险管2熔体多次熔断电压切换端子设定不良正确设定切换装置线路短路或烧坏更换电源单元3[RUN]LED灯不亮程序错误修改程序电源线路不良更换CPU单元I/O单元号重复修改I/O单元号远程I/O电源管，无终端接通电源4[运转中输出]端没闭合（[POWER]灯亮）电源回路不良更换CPU单元5某一编号以后的继电器不能动作I/O总线不良更换基板单元6特定编号的输出（入）不能接通I/O总线不良更换基板单元7特定单元的所有继电器不能接通I/O总线不良更换基板单元表6-13CPU装置、I/O扩展装置常见故障的处理三.相关知识序号异常现象可能原因处理方法1输入全部不接通（动作指示灯也灭）未加外部输入电源供电外部输入电压低加额定电源电压端子螺钉松动拧紧端子板联接器不良把端子板补充插入、锁紧，或更换端子板联接器2输入部分断开（动作指示灯也灭）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输入器件不良更换输入器件输入配线断线检查输入配线端子螺钉松弛拧紧端子板联接器接触不良把端子板充分插入、锁紧或更换端子板联接器外部输入接触时间短调整输入器件输入回路不良更换单元程序的OUT指令中用了输入继电器编号修改程序5特定继电器编号的输入不关断输入回路不良更换单元程序的OUT指令中用了输入继电器编号修改程序6输入不规则的ON/OFF动作外部输入电压低使外部输入电压在额定值范围噪声引起的误动作抗噪声措施：安装绝缘变压器，安装尖峰抑制器，用屏蔽线配线等端子螺钉松动拧紧端子板联接器接触不良把端子充分插入、锁紧或跟换端子板联接器7异常动作的继电器编号为8点单位COM端螺钉松动拧紧端子板联接器接触不良端子板充分插入、锁紧或跟换端子板联接器CPU不良更换CPU单元8输入动作指示灯不良（动作正常）LED坏更换单元2）PLC输入单元的故障处理表6-14输入单元的故障处理三.相关知识3）PLC输出单元的故障处理三.相关知识序号异常现象可能原因处理方法1输出全部不接通未加负载电源加电源负载电源电压低使电源电压为额定值端子螺钉松动拧紧端子板联接器接触不良端子板补充插入、锁紧或更换端子板连接器熔体熔断更换保险管I/O总线接触不良更换单元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）输出接通时间短更换单元程序中的指令继电器编号重复修改程序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）输出器件不良更换输出器件输出配线断线检查输出线端子螺钉松动拧紧端子联接接触不良端子充分插入、拧紧继电器输出不良更换继电器输出回路不良更换单元表6-15输出单元的故障处理三.相关知识5特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯灭）输出继电器不良更换继电器由于漏电流和残余电压而不能关断更换负载或加设负载电阻6特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯亮）程序中OUT指令的继电器编号重复修改程序输出回路不良更换单元7输出出现不规则的ON/OFF现象电源电压低调整电压程序中OUT指令的继电器编号重复修改程序干扰引起误动作抗干扰措施：装抑制器，装绝缘变压器，用屏蔽线配线端子螺钉松动拧紧端子联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COM端子螺钉松动拧紧端子联接接触不良端子充分插入、拧紧熔体熔断更换保险管CPU接触不良更换CPU单元9输出正常指示灯不良LED坏更换单元表6-15输出单元的故障处理（续表）3）PLC输出单元的故障处理对某一PLC控制系统进行故障诊断并排除故障，按照上述所介绍的流程逐一排查，直至排除故障。四、任务分析PLC控制系统编程与实现1.根据故障现象设计故障诊断方案及排查方案。2.按照所设计的方案逐一排查。3.对查找出的故障点进行排除。4.运行调试。五、任务实施PLC控制系统编程与实现六、评分标准任务名称：西门子S7-200PLC控制系统的故障排除组别：项目配分考核要求扣分标准扣分记录得分故障诊断30分(1)会采用合适的故障诊断方法(2)能合理设计故障诊断方案(3)实施故障诊断(1)不会采用合适的故障诊断方法，扣10分(2)故障诊断方案不合理，扣5分(3)无法诊断出故障，扣10分故障点查找及排除30分(1)能根据方案找出故障点(2)能对故障点进行排除(3)会分析故障点存在的原因(1)不能找出全部故障点，扣5分(2)不能排除故障点，每处扣5分(3)不会分析故障点存在原因，扣4分运行调试30分运行系统，分析操作结果(1)系统通电操作错误每步扣3分(2)分析操作结果错误每处扣2分安全、文明工作10分(1)安全用电，无人为损坏仪器、元件和设备(2)保持环境整洁，秩序井然，操作习惯良好(3)小组成员协作和谐，态度正确(4)不迟到、早退、旷课(1)发生安全事故，扣10分(2)人为损坏设备、元器件，扣10分(3)现场不整洁、工作不文明，团队不协作，扣5分(4)不遵守考勤制度，每次扣2~5分总分六、评分标准针对某一具体的PLC控制系统，做一个日常保养及维护的检修计划。七、任务训练PLC控制系统编程与实现