西門子變頻器代理商6SE6400-0AP00-0AA1     西門子變頻器代理商6SE6400-0AP00-0AA1

  PLC實(shí)質(zhì)是于進(jìn)行工業(yè)控制的計算機(jī),在微型計算機(jī)技術(shù)支撐下的工業(yè)裝置功能拓展了其邏輯控制范圍,因此得以在工業(yè)自動化控制中廣泛應(yīng)用。 隨著PLC技術(shù)的日漸成熟和研制PLC系列產(chǎn)品的國家越來越多,PLC產(chǎn)品逐漸在性能上實(shí)現(xiàn)了高傳輸質(zhì)量、快速率和穩(wěn)定寬帶,且相比傳統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)而顯現(xiàn)出了低成本優(yōu)勢,成為了當(dāng)前工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的較為重要應(yīng)用控制系統(tǒng)之一。PLC系列產(chǎn)品研制開發(fā)的國家主要集中在德國和日本,其中尤以德國西門子公司研制開發(fā)的PLC S7系列產(chǎn)品因其在中性能領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢而在裝備制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前西門子開發(fā)S7 PLC系列產(chǎn)品中,S7-400 PLC由于具備強(qiáng)大的模塊擴(kuò)展和MPI多點(diǎn)接口功能而在裝備制造業(yè)中得到應(yīng)用,然而其存在的故障也具有普遍性。本文在此從分析S7-400產(chǎn)品特點(diǎn)出發(fā),以該產(chǎn)品在化工工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用為例分析了產(chǎn)品存在的故障,提出了解決措施,具有一定的參考價值。

     1  S7-400基本設(shè)計綜述
     S7-400自動化控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,具備的強(qiáng)大的模板擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合。基本系統(tǒng)包括了電源模板、*處理器、各種信號模板 功能模板、接口模板和SIMATICS5模板。這些不同的模塊的組合借助信號總線來連接,利用機(jī)架來固定模塊。此外,S7-400還提供多種級別的CPU模塊和種類齊全的通用模塊。由于S7-400是按照冗余方式進(jìn)行設(shè)計的,*功能也總是冗余配置,開關(guān)(O/I )模塊可以使常規(guī)配置、切換型配置或冗余配置。而雙通道I/O模塊容錯冗余配置允許每個子系統(tǒng)訪問。S7-400H冗余控制原理是利用“熱備用”模式的自動冗余原理,關(guān)鍵點(diǎn)是確保設(shè)備在發(fā)生故障時能夠無擾動自動切換。設(shè)備正常運(yùn)行時, “熱備用” 模式確保主單元處于正常運(yùn)行狀態(tài);倘若發(fā)生故障,則子單元能獨(dú)立完成整個過程的控制。

     2  S7-400H故障分析及相應(yīng)處理
     前面提到過,S7-400是依照冗余方式來進(jìn)行設(shè)計的,因此S7-400H故障也多以冗余形式出現(xiàn)。 本文在此以化工領(lǐng)域存在的西門子S7-400H冗余故障為例進(jìn)行分析,并提出了常用的解決方式。
     2.1 循環(huán)氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)的冗余故障及處理。

     該化工裝置上的丙烯循環(huán)氣壓縮機(jī)采用的是S7-400HPLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的一個穩(wěn)壓電源突然出現(xiàn)故障,因此就在停車檢修過程中更換了電源裝置,然而在穩(wěn)壓電源更換好之后,PLC系統(tǒng)再次上電,發(fā)現(xiàn)后啟動的CPU1狀態(tài)為STOP,且兩CPU上的REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)紅燈亮,控制器上其它狀態(tài)指示燈和故障指示燈卻顯示正常。因此,可基本判斷是系統(tǒng)出項(xiàng)冗余故障造成外部故障。

     解決方式是將兩個控制器的模式選擇開關(guān)都扳到STOP位置,然后將先前沒有扳起來的CPU1模式選擇開關(guān)扳到RUN位置待RUN綠燈亮,STOP黃燈滅后,再將CPU模式選擇開關(guān)扳到RUN位置,RUN綠燈閃爍后滅,STOP黃燈一直亮,故障無法排除。系統(tǒng)下電前有一輸入變量被強(qiáng)制,現(xiàn)在FRCE(強(qiáng)制)黃燈亮,將該輸入點(diǎn)的強(qiáng)制取消(兩CPU),FRCE黃燈滅后,再次將狀態(tài)為STOP的CPU 0模式選擇開關(guān)從 RU NSTOP-RUN位置依次扳動,CPU0 RUN綠燈亮,STOP則黃燈滅,這時兩CPU都為RUN綠燈,REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)燈都滅,故障得以排除。

      2.2 擠壓機(jī)控制系統(tǒng)冗余故障及處理
      擠壓機(jī)控制系統(tǒng)冗余故障表現(xiàn)是巡檢時兩CPU上的 RED F和EXTF紅燈亮 ,IFM2F紅燈亮;熱備CPU1狀態(tài)為STOP黃燈亮,CPU1中FM2(同步子模塊)LINKOK燈滅,控制器上其它狀態(tài)指示燈和故障指示燈正常。這種狀態(tài)可初步判斷為同步模塊故障造成冗余故障,引起外部故障燈亮。

      解決方式是先檢測是哪個部位出現(xiàn)問題。方法是對調(diào)CPU1控制的FM2和CPU0控制的FM2,結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU0的FM2 LINKOK燈滅;隨后再將CPU0的FM2和CPU0的FM1對調(diào),4個LINK OK指示燈的狀態(tài)沒有變化,由此判斷出現(xiàn)在CPU0的FM1和FM2無問題,然后再將CPU1的FM1和FM2對調(diào),結(jié)果發(fā)現(xiàn)CPU0的FM1  LINK  OK燈滅,到此通過不同的對調(diào)檢測可以判斷出CPU0控制的FM1卡是存在問題。所以需要更換FM1卡,換后控制器中故障指示燈立即出現(xiàn)熄滅,4個LINK OK指示燈均為綠色亮,表明系統(tǒng)恢復(fù)正常,故障得以排除。

     此外,S7-400H冗余故障表現(xiàn)還有冗余數(shù)字輸入模塊差異,如何進(jìn)行處理也是常見的問題。實(shí)際上在PII(輸入的過程映像)中,冗余數(shù)字輸入的后一個均值有效,直至錯誤定位。在出現(xiàn)差異時,由CPU識別為故障的模塊處于鈍化狀態(tài),此時處于非鈍化狀態(tài)下的模塊的值為有效,此后錯誤不再可以被識別,因?yàn)樵诜氢g化模塊上的信號總是被CPU以正確的信號予以接受。為確保故障數(shù)字輸入模塊的本地化,可以通過I/O類型互連和FLF來解決。

西門子PLC控制器技術(shù)之一：S7-300/400系統(tǒng)概述

什么是SIMATIC?

她是西門子自動控制系統(tǒng)（Siemens Automatic）的簡稱，SIMATIC自動控制系統(tǒng)主要由西門子PLC、分布式I/O（如ET200S）、人機(jī)界面HMI、SIMATIC 網(wǎng)絡(luò)以及標(biāo)準(zhǔn)化軟件（STEP 7/博途）等組成。

一個SIMATIC控制系統(tǒng)核心的組成當(dāng)然是控制器了，SIMATIC的控制器是西門子系列PLC。

什么是PLC?

可能很多人都只可意味不可言全。PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱。當(dāng)然現(xiàn)在隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)不單單執(zhí)行簡單的邏輯運(yùn)算，還可以執(zhí)行很多復(fù)雜的功能，比如定時、計數(shù)、PID控制等等。

PLC具有如下特點(diǎn)：

1、可編程，控制系統(tǒng)硬件柔性化

2、可靠性高，抗*力強(qiáng)

3、功能完善，適用性強(qiáng)

4、易學(xué)易用

5、維護(hù)方便

正因?yàn)镻LC如上的諸多特點(diǎn)，使其在工業(yè)自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，為工業(yè)4.0和中國制造2025戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。

典型的西門子PLC可以分為三類：

緊湊型PLC ：比如S7-200系列

中低性能范圍PLC：比如S7-300系列

中高性能范圍PLC：比如S7-400系列

當(dāng)然，目前西門子推出的控制器是S7-1200/1500系列，S7-1200性能介于S7-200和S7-300之間；S7-1500性能介于S7-300和S7-400之間。

S7-200系列PLC運(yùn)行穩(wěn)定，使用簡單方便，價格便宜，很適用于小型控制系統(tǒng)；但是其I/O點(diǎn)數(shù)少，擴(kuò)展困難。目前支持Win7的軟件是 Step7 MicrowinX，該軟件無需*。

S7-300系列PLC是針對中低性能要求設(shè)計的模塊化中小型控制系統(tǒng)PLC。目前在工業(yè)自動化生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛（比如汽車整車制造等）

可選擇不同類型的擴(kuò)展模塊

可以擴(kuò)展多達(dá)32個模塊

模塊內(nèi)集成背板總線

可以連接MPI、 Profibus DP、Profinet接口

S7-300 PLC硬件各模塊構(gòu)成如下圖所示：

其中PS電源模塊為可選，只需要外部能夠提供PLC穩(wěn)定的24VDC即可，IM模塊為接口模塊，僅在當(dāng)需要擴(kuò)展機(jī)架的時候才需要。CPU模塊為必選，SM信號模塊、FM功能模塊、CP通信處理器根據(jù)需要增減添加。注意在硬件組態(tài)中左邊三個模塊槽位位置固定。

S7-400系列PLC是針對于中高級性能要求的控制系統(tǒng)

可以選擇不同的模塊

可以擴(kuò)展多達(dá)300個模塊

背板總線集成在模塊內(nèi)

也可以連接MPI、 Profibus DP、Profinet等接口

S7-400PLC類似于S7-300PLC，也是模塊化硬件結(jié)構(gòu)，其與S7-300的主要區(qū)別是：

1. S7-400PLC的PS電源模塊為必選，而且有電池，需要定期更換；

2. S7-400PLC的各硬件模塊沒有插槽順序限制；

3. S7-400PLC有4個累加器，而S7-300PLC只有兩個累加器。

S7-1200和S7-1500是西門子硬件更新的大勢所趨，雖然目前應(yīng)用面還不大，但請大家留心學(xué)習(xí)，后續(xù)衡云湘水也會推出關(guān)于S7-1200/1500的系列學(xué)習(xí)專輯。