西門子S5 PLC控制系統(tǒng)常見故障及排

        工程師在維修過程中，歸納了幾種PLC故障的維修案例，供大家參考。

一、軟故障的判斷和處理

　　S5 PLC具有自診斷能力，發(fā)生模塊功能錯(cuò)誤時(shí)往往能報(bào)警并按預(yù)先程序作出反應(yīng)，通過故障指示燈就可判斷。當(dāng)電源正常，各指示燈也指示正常，特別是輸入信號(hào)正常，但系統(tǒng)功能不正常（輸出無或亂）時(shí)，本著先易后難、先軟后硬的檢修原則首先檢查用戶程序是否出現(xiàn)問題。S5的用戶程序儲(chǔ)存在PLC的RAM中，是掉電易失性的，當(dāng)后備電池故障系統(tǒng)電源發(fā)生閃失時(shí)，程序丟失或紊亂的可能性就很大，當(dāng)然強(qiáng)烈的電磁干擾也會(huì)引起程序出錯(cuò)。有EPROM存儲(chǔ)卡及插槽的PLC恢復(fù)程序就相當(dāng)簡(jiǎn)單，將EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能解決問題；沒有EPROM子卡的用戶就要利用PG的聯(lián)機(jī)功能將正確的程序發(fā)送到PLC上。需要特別說明的是，有時(shí)簡(jiǎn)單的程序覆蓋不能解決問題，這時(shí)在重新拷貝程序前總清一下RAM中的用戶程序是相當(dāng)必要的。通過將PLC上的“RUN”“ST”開關(guān)按RUN－－-ST－－-RUN－－-ST－－-RUN的順序撥打一遍或在PG上執(zhí)行“Object—Blocks—Delete－－-inPLC—allblocks－－-overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的總清。 另外，保存在EPROM中的程序并不是萬無一失的，過分相信EPROM上的程序有時(shí)會(huì)給檢修帶來困惑。所以經(jīng)常性的檢查核對(duì)EPROM中的程序，特別是PG中的備份程序就顯的尤為重要。

　　檢修實(shí)例：設(shè)備上電后無法啟動(dòng)。工程師在檢查后認(rèn)為程序出錯(cuò)，很自然地將EPROM卡插入PLC中，總清后拷貝程序，完成后重啟，故障依舊，由于程序不大，逐條把EPROM上的程序讀出，與手冊(cè)上的指令核對(duì)后發(fā)現(xiàn)完全一樣，重復(fù)拷貝無效后認(rèn)為是PLC硬件故障。我們用PG將備份程序調(diào)出，與EPROM上的程序進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果語句指令表相同，但程序存放地址發(fā)生了變化，把備份程序發(fā)送到PLC后設(shè)備運(yùn)行正常?？梢奅PROM上的程序也出現(xiàn)了錯(cuò)誤，用紫外線擦除后重新寫入問題解決。

　　二、PLC硬件故障

　　PLC的硬件故障較為直觀地就能發(fā)現(xiàn)，維修的基本方法就是更換模塊。根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵，盲目的更換會(huì)帶來不必要的損失。

　　（1）電源模塊故障。

一個(gè)工作正常的電源模塊，其上面的工作指示燈如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等應(yīng)該是綠色長(zhǎng)亮的，哪一個(gè)燈的顏色發(fā)生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問題。“AC”燈表示PLC的交流總電源，“AC”燈不亮?xí)r多半無工作電源，整個(gè)PLC停止。這時(shí)就應(yīng)該檢查電源保險(xiǎn)絲是否熔斷，更換熔絲是應(yīng)用同規(guī)格同型號(hào)的保險(xiǎn)絲，無同型號(hào)的進(jìn)口熔絲時(shí)要用電流相同的快速熔絲代替。如重復(fù)燒保險(xiǎn)絲說明電路板短路或損壞，更換整個(gè)電源。“5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無相應(yīng)的直流電源輸出，當(dāng)電源偏差超出正常值5%時(shí)指示燈閃爍，此時(shí)雖然PLC仍能工作，但應(yīng)引起重視，必要時(shí)停機(jī)檢修。“BATT”變色燈是后備電源指示燈，綠色正常，黃色電量低，紅色故障。黃燈亮?xí)r就應(yīng)該更換后備電池，手冊(cè)規(guī)定兩到三年更換鋰電池一次，當(dāng)紅燈亮?xí)r表示后備電源系統(tǒng)故障，也需要更換整個(gè)模塊。

　 （2）I/O模塊故障。
　　輸入模塊一般由光電耦合電路組成；輸出模塊根據(jù)型號(hào)不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一點(diǎn)輸入輸出都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。有輸入信號(hào)但該點(diǎn)不亮或確定有輸出但輸出燈不亮?xí)r就應(yīng)該懷疑I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個(gè)點(diǎn)，如果只是因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)的損壞就更換整個(gè)模塊在經(jīng)濟(jì)上不合算。通常的做法是找備用點(diǎn)替代，然后在程序中更改相應(yīng)的地址。但要注意，程序較大是查找具體地址有困難。特別強(qiáng)調(diào)的是，無論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊，都要在PLC斷電的情況下進(jìn)行，S5帶電插拔模塊是絕對(duì)不允許的。

　　（3）CPU模塊故障。
　　通用型S5 PLC的CPU模塊上往往包括有通信接口、EPROM插槽、運(yùn)行開關(guān)等，故障的隱蔽性更大，因?yàn)楦鼡QCPU模塊的費(fèi)用很大，所以對(duì)它的故障分析、判斷要尤為仔細(xì)。
表1-1例出了CPU模塊常見故障及處理方法。

　　檢修實(shí)例：一臺(tái)PLC合上電源時(shí)無法將開關(guān)撥到RUN狀態(tài)，錯(cuò)誤指示燈先閃爍后常亮，斷電復(fù)位后故障依舊，更換CPU模塊后運(yùn)行正常。在進(jìn)行芯片級(jí)維修時(shí)更換了CPU但故障燈仍然不停閃爍，至到更換了通信借口板后功能才恢復(fù)正常。

　　三、外圍線路故障。

　　據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，在PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障率為：CPU及存儲(chǔ)器占5%，I/O模塊占15%，傳感器及開關(guān)占45%，執(zhí)行器占30%，接線等其他方面占5%，可見80%以上的故障出現(xiàn)在外圍線路。外圍線路由現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)（如按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、接近開關(guān)及一些傳感器輸出的開關(guān)量、繼電器輸出觸點(diǎn)或模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬量等）和現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)（電磁閥、繼電器、接觸器、電機(jī)等），以及導(dǎo)線和接線端子等組成。接線松動(dòng)、元器件損壞、機(jī)械故障、干擾等均可引起外圍電路故障，排查時(shí)要仔細(xì)，替換的元器件要選用性能可靠安全系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)器件。一些功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)采用故障代碼表表示故障，對(duì)故障的分析排除帶來極大便利，應(yīng)好好利用。
檢修實(shí)例：水下切粒機(jī)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，工程師發(fā)現(xiàn)I5.4無輸入導(dǎo)致Q7.0無輸出，切粒機(jī)無法開啟。檢查后發(fā)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換器和接近開關(guān)同時(shí)損壞，更換后正常。象這類故障就具有一定的隱蔽性，排故時(shí)要借助萬用表、系統(tǒng)原理圖和邏輯圖逐級(jí)排除。

　　SIMATIC S5控制系統(tǒng)綜合了數(shù)字電路、模擬電路、繼電回路和計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，但一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)損失較大，維修有一定困難且維修費(fèi)用也較高，借助的維修工具除了萬用表有時(shí)還要用到示波器甚至計(jì)算機(jī)，這就要求維修人員具有較高的專業(yè)技能，并且有一定的外語和計(jì)算機(jī)功底，只有對(duì)整個(gè)系統(tǒng)了解和熟悉后才能對(duì)常見的故障做到判斷迅速、排除迅速，并盡可能地降低維修費(fèi)用，確保系統(tǒng)的正常穩(wěn)定。