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更新時(shí)間：2022-02-24 11:41:25瀏覽次數(shù)：285
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| 產(chǎn)地類別 | 進(jìn)口 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 化工,電子 |
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| 產(chǎn)地 | 德國(guó) | 品牌 | 西門子 |
6ES7138-4CA60-0AB0
SIMATIC DP，接口模塊 IM 151-3 PN FO，用于 ET 200S 2 PROFINET LWL 接口 集成 2-端交換機(jī) 最多 63 個(gè)外圍模塊 可使用 PROFIsafe 模塊 最多 2m 工作站寬度 包括終端模塊
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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S5PLC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)。
PLC電源模塊維修技術(shù)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。
PLC電源模塊維修技術(shù)實(shí)例：一臺(tái)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(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
工業(yè)觸摸屏原理
觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸檢測(cè)裝置兩個(gè)部分。其中，觸摸屏控制器(卡)的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行：觸摸檢測(cè)裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測(cè)用戶的觸摸位置，并傳送給觸摸屏控制卡。
工業(yè)觸摸屏具有很強(qiáng)的靈活性，可以按照設(shè)計(jì)要求更換或增加功能模塊，擴(kuò)展性強(qiáng)，可以滿足復(fù)雜的工藝控制過(guò)程，甚至可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和PLC通訊，大大方便了控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸，減少了維護(hù)量。下圖為ROCKWELL Panel View Plus型工業(yè)觸摸屏典型結(jié)構(gòu)：
1. 觸摸顯示模塊
電阻型觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小 (小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣。
當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇?，這種接通狀態(tài)被控制器偵測(cè)到后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的基本原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。電阻式觸摸屏在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層OTI透明氧化金屬導(dǎo)電層，外面的一層OTI涂層作為導(dǎo)電體，第二層OTI則經(jīng)過(guò)精密的網(wǎng)絡(luò)附上橫豎兩個(gè)方向的+5V至0V的電壓場(chǎng)，兩層OTI之間以細(xì)小的透明隔離點(diǎn)隔開(kāi)。當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，兩層OTI導(dǎo)電層就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，電腦同時(shí)檢測(cè)電壓及電流，計(jì)算出觸摸的位置，反應(yīng)速度為 10-20ms。
西門子CPU模塊西門子電源模塊一級(jí)代理商
五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長(zhǎng)使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。
電阻型觸摸屏是一種對(duì)外界*隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來(lái)觸摸,可以用來(lái)寫畫，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)使用。電阻型觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。不過(guò),在限度之內(nèi)，劃傷只會(huì)傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對(duì)于五線電阻觸摸屏來(lái)說(shuō)沒(méi)有關(guān)系,而對(duì)四線電阻觸摸屏來(lái)說(shuō)是致命的。
2. 邏輯控制與通訊模塊
邏輯控制模塊包含24V直流輸入(18-32)電源，SDRAM內(nèi)存及CF閃存卡、10/100BaseT以太網(wǎng)端口、可用于文件傳送,打印及與可編程控制器通訊的232串行端口、可用于連接鼠標(biāo)，鍵盤或打印計(jì)的USB端口。內(nèi)部電路板上內(nèi)嵌了CPU處理芯片，負(fù)責(zé)顯示屏的輸入、輸出以及通訊數(shù)據(jù)的處理工作。通訊模塊負(fù)責(zé)特定的網(wǎng)絡(luò)傳輸，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。
三、觸摸屏技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
觸摸屏是通過(guò)外部物體接觸面板上的按鈕開(kāi)關(guān)或參數(shù)設(shè)置來(lái)完成工藝流程的控制，面板上的操作內(nèi)容可以人為的通過(guò)編程軟件來(lái)進(jìn)行編輯，同時(shí)可以把完成的工藝狀態(tài)顯示在觸摸屏上，所以它既是一個(gè)輸入設(shè)備，也是一個(gè)輸出設(shè)備，其操作靈活，功能強(qiáng)大。PLC系統(tǒng)只需通過(guò)DP網(wǎng)絡(luò)即可和觸摸屏連接起來(lái)，減少了外部信號(hào)傳輸線路，實(shí)現(xiàn)了資源的有機(jī)整合。下圖為濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖：
圖2 濟(jì)鋼中板廠軋機(jī)控制設(shè)備網(wǎng)絡(luò)圖
隨著這幾年鋼鐵行業(yè)的大規(guī)模結(jié)構(gòu)調(diào)整，濟(jì)鋼中板廠的設(shè)備也進(jìn)行了整體性改造，優(yōu)化了工藝，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，美化了操作環(huán)境，特別是一改以前的操作模式，全部啟用*的觸摸系統(tǒng)代替老式的按鈕或者指示燈，并優(yōu)化了工藝流程，減少了電氣設(shè)備數(shù)量，大大減少了設(shè)備故障率，保障了設(shè)備的穩(wěn)定生產(chǎn)，觸摸屏系統(tǒng)主要應(yīng)用在濟(jì)鋼中板廠的加熱爐、精軋機(jī)、矯直、精整線等操作臺(tái)上。目前觸摸屏系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)線使用1年半了，穩(wěn)定性非常強(qiáng)，沒(méi)有出現(xiàn)任何死機(jī)或控制失效現(xiàn)象，操作人員操作也集中有簡(jiǎn)單。
PROFINET 接口：
注意：
CP5611/21 通信卡最多可插入1塊作為SubModule，
CP5613通信卡最多可插入4塊作為SubModule，
CP1616/1604 或其它支持的以太網(wǎng)通信卡最多可插入1塊作為SubModule，
帶Intel 以太網(wǎng)控制芯片的以太網(wǎng)通信卡需要分配一個(gè)獨(dú)立的中斷號(hào)。
WinAC RTX SubModule 支持的通信協(xié)議如下：
PROFIBUS
作為 SubModule 的 PROFIBUS 通信卡CP5611/21 和 CP5613 具有診斷界面，可通過(guò)在 WinAC RTX 屬性對(duì)話框中選擇要診斷的通信卡，點(diǎn)擊 Diagnostic 按鈕來(lái)打開(kāi)診斷界面，如圖10。而作為 SubModule 的 PROFINET 通信卡沒(méi)有診斷界面。
圖10
刪除SubModule 的操作剛好相反，即先在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項(xiàng)下選擇 Shutdown Controller 來(lái)關(guān)閉 WinAC RTX，然后在圖9中選中要?jiǎng)h除的 SubModule ，按住鼠標(biāo)左鍵將其拖動(dòng)到下部的可用通信卡列表的空槽中，釋放鼠標(biāo)左鍵。重啟計(jì)算機(jī)后通信卡才能在其它地方使用(比如配置為PC Station 的通信卡) 。
在 Station Configuration Editor 里配置好 WinLC RTX 后，可根據(jù)實(shí)際情況在PC Station 里的其它虛擬插槽上插入WinCC Flexible RT(需安裝WinCC Flexible Runtime)、OPC Server、Application、IE General(需安裝 SIMATIC NET) 等組件。在 PC Station 的虛擬插槽中插入各組件就如同在 S7-400 背板上安裝 CPU、CP 等硬件模塊。硬件安裝完成后，需要在 Step 7 中進(jìn)行硬件組態(tài)，然后將硬件配置下載到 WinAC RTX 中。
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