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詳細(xì)介紹
西門(mén)子中央控制單元CPU319-3PN/DP系列PLC有多種型號(hào)，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)的多少、功能的強(qiáng)弱不同分為U型（通用型）、W型（字處理型）、R型（開(kāi)關(guān)型）等，但基本結(jié)構(gòu)相同，主要由電源模塊、中央處理器（CPU）、輸入輸出（I/O）模塊、總線模塊、通訊模塊等組成，其控制系統(tǒng)還包括用戶程序、外圍輸入輸出電路、接口電路等。故障產(chǎn)生的原因和部位也較為多樣。一般地，分為軟故障和硬件故障。軟故障的處理較為簡(jiǎn)單，利用PG（西門(mén)子的編程器）就可以解決；對(duì)于PLC本身的硬件故障因?yàn)槭悄K化結(jié)構(gòu)，為了加快維修速度采用確定故障模塊，然后更換的方法（板級(jí)維修），而模塊的維修大都由西門(mén)子維修部或?qū)I(yè)維修公司承擔(dān)（芯片級(jí)維修）外圍系統(tǒng)的硬件故障分析處理就比較復(fù)雜，對(duì)維修人員分析、判斷電路的能力要求較高。
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(guò)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(wú)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(wèn)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(wèn)題；沒(méi)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(shuō)明的是，有時(shí)簡(jiǎn)單的程序覆蓋不能解決問(wèn)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(guò)將PLC上的“RUN”“ST”開(kāi)關(guān)按RUN---ST---RUN---ST---RUN的順序一遍或在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*的，過(guò)分相信EPROM上的程序有時(shí)會(huì)給檢修帶來(lái)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：一次，本廠一臺(tái)停機(jī)兩個(gè)月的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，上電后無(wú)法啟動(dòng)。檢修人員在檢查后認(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)*一樣，重復(fù)拷貝無(wú)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(yǔ)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。可見(jiàn)EPROM上的程序也出現(xiàn)了錯(cuò)誤，用紫外線擦除后重新寫(xiě)入問(wèn)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(lái)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(wèn)題。“AC”燈表示PLC的交流總電源，“AC”燈不亮?xí)r多半無(wú)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(wú)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(shuō)明電路板短路或損壞，更換整個(gè)電源。“5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無(wú)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(wú)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(kāi)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(jiàn)故障西門(mén)子中央控制單元CPU319-3PN/DP及處理方法。
檢修實(shí)例：一臺(tái)PLC合上電源時(shí)無(wú)法將開(kāi)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(kāi)關(guān)占45%，執(zhí)行器占30%，接線等其他方面占5%，可見(jiàn)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(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)及一些傳感器輸出的開(kāi)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(lái)極大便利，應(yīng)好好利用。
檢修實(shí)例：本廠一臺(tái)水下切粒機(jī)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，檢修人員發(fā)現(xiàn)I5.4無(wú)輸入導(dǎo)致Q7.0無(wú)輸出，切粒機(jī)無(wú)法開(kāi)啟。檢查后發(fā)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換器和接近開(kāi)關(guān)同時(shí)損壞，更換后正常。象這類(lèi)故障就具有一定的隱蔽性，排故時(shí)要借助萬(wàn)用表、系統(tǒng)原理圖和邏輯圖逐級(jí)排除。
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