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1、第七章第七章 故障诊断故障诊断n nPLCPLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高，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。般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。n n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。故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响
2、生产的数量；低。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。对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。n n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，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的系统的自我保护措施力争设计时要考虑到系统出现故障后的系统的自我保护措施力争使故障的停机时间最短，故
3、障的产生的损失最小。使故障的停机时间最短，故障的产生的损失最小。 7.1 了解了解S7-300 PLC的基本故障种类的基本故障种类n n一般一般PLCPLC的故障主要有外部故障或是内部错误造成。外部故障时由外的故障主要有外部故障或是内部错误造成。外部故障时由外部传感器或执行机构的故障等引发部传感器或执行机构的故障等引发PLCPLC产生故障，可能会使整个系统产生故障，可能会使整个系统停机，甚至烧坏停机，甚至烧坏PLCPLC。n n而内部错误是而内部错误是PLCPLC内部的功能性错误或编成错误造成的，可以使系统内部的功能性错误或编成错误造成的，可以使系统停机。停机。S7-300S7-300具有很强
4、的错误（或称故障）检测和处理能力，具有很强的错误（或称故障）检测和处理能力，CPUCPU检检测到某种错误后，操作系统调用对应得组织块，用户可以在组织块中测到某种错误后，操作系统调用对应得组织块，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，如果没有给编程，对发生的错误采取相应的措施。对于大多数错误，如果没有给组织块编程，出现错误时组织块编程，出现错误时CPUCPU将进入将进入STOPSTOP模式。模式。n n被被S7 CPUS7 CPU检测到并且用户可以通过组织块对其进行处理的错误分为两检测到并且用户可以通过组织块对其进行处理的错误分为两类：类：n n1 1、异步错误、异
5、步错误n n异步错误是与异步错误是与PLCPLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无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。关，但异步错误的后果一般比较严重。n n2 2、同步错误、同步错误n n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同步错误OBOB。 7.2 掌握掌握PLC的常规维护及故障排除的常规维护及故障排除的方法的方法n n为了保障系
6、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方法。n n7.2.1 检查与维护n n7.2.2 外部故障的排除方法n n7.2.3 内部错误的故障诊断7.2.1 检查与维护检查与维护n n一、定期检查一、定期检查n nPLC是一种工业控制设备，尽管在可靠性方面采取了许多措施，但工作环境对PLC影响还是很大的。所以，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7-1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。表表表表7-1 7-1 周期性检查一览表周期性检查一览表周期性检查一览表周期性检查一览表检查项目检查
7、项目 检查内容检查内容 标准标准 交流电源交流电源电压电压稳定度稳定度 测量加在测量加在PLCPLC上的电压是否为额定值？上的电压是否为额定值？ 电源电压是否出现频繁急剧的变化？电源电压是否出现频繁急剧的变化？ 电源电压必须在工作电压范电源电压必须在工作电压范围内围内 电源电压波动必须在允许范电源电压波动必须在允许范围内围内 工作环境工作环境温度、湿度温度、湿度震动、灰尘震动、灰尘 温度和湿度是否在相应的变化范围内？温度和湿度是否在相应的变化范围内？（当（当PLCPLC安装在仪表板上时，仪表上的温度安装在仪表板上时，仪表上的温度可以认为是可以认为是PLCPLC的环境温度。）的环境温度。） 温度
8、温度055055相对湿度相对湿度85%85%以以下振幅小于下振幅小于0.5mm0.5mm（1055Hz1055Hz）无大量灰）无大量灰尘、盐分和铁屑尘、盐分和铁屑安装条件安装条件 基本单元和扩展单元是否安装牢固？基本单元和扩展单元是否安装牢固？ 基本单元和扩展单元的联接电缆是否完全基本单元和扩展单元的联接电缆是否完全插好？插好？ 接线螺钉是否松动？接线螺钉是否松动？ 外部接线是否损坏？外部接线是否损坏？ 安装螺钉必须上紧安装螺钉必须上紧 联接电缆不能松动联接电缆不能松动 联接螺钉不能松动联接螺钉不能松动 外部接线不能有任何外观异外部接线不能有任何外观异常常 使用寿命使用寿命 锂电池电压是否降低
9、？锂电池电压是否降低？ 继电器输出触点继电器输出触点锂电池工作锂电池工作5 5年左右年左右继电器输出触点寿命继电器输出触点寿命300300万次万次（35V35V以上）以上） 二、日常维护二、日常维护n nPLC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达一定程度时，PLC基本单元上的电池电压跌落指示灯会亮。提示用户注意，有锂电池所支持的程序还可以保持一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。 调换锂电池的步骤：调换锂电池的步骤： n n1 1、
10、在拆装之前，应先让、在拆装之前，应先让PLCPLC通电通电15S15S以上，这样可以上，这样可使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对开后，该电容可对PLCPLC作短暂供电，以保护作短暂供电，以保护RAMRAM中的信息不丢失。中的信息不丢失。n n2 2、断开、断开PLCPLC的交流电源。的交流电源。n n3 3、打开基本单元的电池盖板。、打开基本单元的电池盖板。n n4 4、取下旧电池，装上新电池。、取下旧电池，装上新电池。n n5 5、盖上电池盖板。、盖上电池盖板。n n更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过更换电池的时间要尽量短
11、，一般不允许超过3min3min。如果时间过长，如果时间过长，RAMRAM中的程序将丢失。中的程序将丢失。7.2.2 外部故障的排除方法外部故障的排除方法n nPLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备发生故障，都可用PLC上具有诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。一、故障查找一、故障查找一、故障查找一、故障查找n n1 1、总体检查、总体检查n n根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图细化，以找出具体故障，如图7-17-1所示。所示。2 2、电源故障检查、电源故障检查、电源故障检查、电源故障检查n n电源等不
12、亮部需要对供电系统进行检查，检查流程图如图电源等不亮部需要对供电系统进行检查，检查流程图如图7-27-2所示。所示。3 3、运行故障检查、运行故障检查、运行故障检查、运行故障检查n n电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种电源正常，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，检查流程图如图异常而终止了正常运行，检查流程图如图7-37-3所示。所示。4 4、输入输出故障检查、输入输出故障检查、输入输出故障检查、输入输出故障检查n n输入输出是输入输出是PLCPLC与外部设备进行信息交流的信道，其是否正常工作，除了和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
13、外，还与联接配线、接线端子、保险管等组件状态有关。输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险管等组件状态有关。图图7-47-4和图和图7-57-5分别所示的是输入检查流程和输出检查流程分别所示的是输入检查流程和输出检查流程。n n图图7-4 7-4 输入检查流程图输入检查流程图图图7-5 7-5 输出检查流程图输出检查流程图5 5、外围环境的检查、外围环境的检查、外围环境的检查、外围环境的检查n n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。 二、故障的处理二、故障的处理二、故障的处理二、故障的处理n n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
14、下表所列。不同故障产生的原因不同，它们也有不同的处理方法，具体请见下表所列。n n表表7-2 CPU7-2 CPU装置、装置、I/OI/O扩展装置故障处理扩展装置故障处理序序号号 异常现象异常现象 可能原因可能原因 处理处理 1 1POWERLEDPOWERLED灯不亮灯不亮1 1、电压切换端子设定不良、电压切换端子设定不良2 2、保险丝熔断、保险丝熔断正确设定切换端子正确设定切换端子更换保险丝更换保险丝2 2保险丝多次熔断保险丝多次熔断 1 1、电压切换端子设定不良、电压切换端子设定不良2 2、线路短路或烧坏、线路短路或烧坏正确设定切换端子正确设定切换端子更换电源单元更换电源单元3 3RUN
15、LEDRUNLED灯不亮灯不亮 1 1、程序错误、程序错误2 2、电源线路、电源线路不良不良3 3、I/OI/O单元号重复单元号重复4 4、远程远程I/OI/O电源关，无终端电源关，无终端修改程序修改程序 更换更换CPUCPU单元单元修改修改I/OI/O单元号单元号接通电源接通电源4 4运行中输出端没闭合（运行中输出端没闭合（POWERPOWER灯灯亮）亮）电源回路不良电源回路不良更换更换CPUCPU单元单元 5 5编号以后的继电器不动作编号以后的继电器不动作 I/OI/O总线不良总线不良 更换基板单元更换基板单元6 6特定的继电器编号的输出（入）接特定的继电器编号的输出（入）接通通 I/OI
16、/O总线不良总线不良 更换基板单元更换基板单元7 7特定单元的所有继电器不接通特定单元的所有继电器不接通 I/OI/O总线不良总线不良 更换基板单元更换基板单元序号序号异常异常现现象象可能原因可能原因处处理理1 1输输入全部不接通（入全部不接通（动动作指示灯也作指示灯也灭灭）1 1、未加外部、未加外部输输入入电压电压供供电电2 2、外部、外部输输入入电压电压低低加加额额定定电电源源电压电压3 3、端子螺、端子螺钉钉松松动动拧紧拧紧4 4、端子板、端子板联联接器接触不良接器接触不良把端子板把端子板补补充插入、充插入、锁紧锁紧。更。更换换端子板端子板联联接器接器2 2输输入全部断开（入全部断开（输输入指示灯也入指示灯也灭灭）输输入回路不良入回路不良更更换单换单元元3 3输输入全部不关断入全部不关断输输入回路不良入回路不良更更换单换单元元4 41616特定特定继电继电器器编编号的号的输输入不接通入不接通1 1、输输入器件不良入器件不良更更换输换输入器件入器件2 2、输输入配入配线线断断线线检查输检查输入配入配线线3 3、端子螺、端子螺钉钉松松驰驰拧紧拧紧4 4、端子板、端子板联联接器接触不良
