江蘇西門子PLC維修部，維修各種觸摸屏，變頻器，模塊CPU

更新日期：2023年10月12日
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江蘇西門子PLC維修部，維修各種觸摸屏，變頻器，模塊CPU

本公司大量銷售西門子產(chǎn)品，西門子PLC模塊，s7-20、s7-300、s7-400、s7-1200、ET200，西門子變頻器，西門子觸摸屏，西門子交換機，西門子工控機，西門子V80伺服系統(tǒng)，西門子V90伺服系統(tǒng)，西門子DP總線，西門子總線連接器，

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去修了一臺設備，不知道是哪里淘的二手設備，送電后不能正常工作，所以找到我去協(xié)助處理；

設備名稱TKJ6916D落地鏜銑床，出廠日期不詳，生產(chǎn)廠家不詳；系統(tǒng)西門子840D系統(tǒng)；經(jīng)現(xiàn)場實地檢測，CPU型號：CPU-315-2DP

通電后PLC指示燈SF,BF,5VDC,RUN,燈沒一個亮的；這種現(xiàn)象通常為電壓模塊PS307故障，我先測了外部進線電壓是有的，估計設備搬遷引起線松動，于是將電源線以及相關(guān)線纜重新插拔，發(fā)現(xiàn)確實有松動處。重新緊固后通電指示燈是亮了，但發(fā)現(xiàn)BF指示燈閃爍，BF指示燈是PROFI-DP故障。

經(jīng)資料查詢BF指示燈兩種狀態(tài)分別為不同因素引起的故障現(xiàn)象：

BF指示燈亮和閃爍兩種情況：指示燈亮通常起因：

總線硬件故障；2.DP接口故障；3.如果是多DP主站數(shù)據(jù)傳輸速率不同也會引起；4.如DP主從站接口激活，發(fā)生總線短路也會引起的；5.主站沒有激活。

指示燈閃爍，可引起的故障因素有：所連接的站故障；2.被組態(tài)的從站不能被訪問；3.組態(tài)方式不正確；4.PB通訊中斷或地址錯誤；

該現(xiàn)象屬于后者，從設備狀況了解知，該設備原正常工作，經(jīng)環(huán)境搬遷發(fā)生故障，于是檢查了PB電纜，發(fā)現(xiàn)里面的屏蔽層斷了，重新焊接，故障消除。

順便再說說，PLC可能發(fā)生的另一種故障；

SF,BF,5VDC,RUN,所有燈都閃，不知道各位壇友有遇到過沒有？

新調(diào)試設備我遇到過，這種為CPU系統(tǒng)內(nèi)部故障，連接S7讀取診斷信息可快速找到原因；

還有一種現(xiàn)象：5VDC,SF燈亮，這種情況我遇到的多數(shù)是在線情況下，未斷電插拔了DP或IO模板，或該模板接觸不良，或該口損壞等引起。

恢復了PLC的工作，由此推斷，其他線纜也有松動地方，于是，讓電工將所有電纜重新連接插拔，檢查接線以及母線連接情況，檢查后通電一切正常。

CPU模塊上的所有LED都亮，西門子南京PLC模塊維修服務中心不是閃爍，我接觸了多起，我的看法是這時微處理器已經(jīng)不運行程序了，這個程序不是用戶程序，而是微處理器內(nèi)自己工作的程序。這時微處理器對外的所有I/O口都是一個相當一個空白的微處理器的硬件自然釋放狀態(tài)。這時外部所有的LED燈恒亮，并不是微處理器控制點亮的，是硬件設計導致的。這時LED提供給用戶的信息毫無價值，通過電纜診斷是識別不了的，無法連接，我的一點看法。
西門子驅(qū)動模塊維修中心。在接收變頻器后先檢查故障原因，列出故障部件明細及價目表傳真至客戶處，經(jīng)客戶同意后再行修理。西門子驅(qū)動模塊維修公司建立了全國性的銷售和技術(shù)服務網(wǎng)絡，本維修中心配有先進的維修，專用的測試臺及系列負載試驗設備。與眾多國內(nèi)外知名企業(yè)建立了合作發(fā)展關(guān)系。西門子驅(qū)動模塊維修公司是一項理論知識、實踐經(jīng)驗與操作水平的結(jié)合的工作，其技術(shù)水平?jīng)Q定著變頻器的維修質(zhì)量。從事西門子驅(qū)動模塊維修的人員需要經(jīng)常學習，了解變頻器內(nèi)部的電子元器件所具備的功能和特點，開拓知識面，將新學到的知識應用于實際工作中，不斷提高維修技術(shù)水平。通常是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。西門子驅(qū)動模塊維修在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時，應重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機等對電網(wǎng)有污染的設備等。通常是由于電機或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。在修復驅(qū)動電路之后，測驅(qū)動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務中更換驅(qū)動板之后，須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下，才能運行變頻器。通常是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞，操作面板損壞同樣會產(chǎn)生這種狀

PLC型號眾多，但內(nèi)部大同小異，原理基本一樣。今天我就以西門子S7-200PLC為例，談談PLC硬件維修的一些思路和方法，不但對工控初級維修師傅有指導性的幫助,此文也對PLC初學者更好的理解PLC這門理論，有積極的幫助。

圖2，CPU板正面。

CPU板為PLC中的核心部件，也是維修當中棘手的地方，CPU板出問題會導致PLC故障燈常亮，PLC不運行，現(xiàn)就CPU板各元件說明如下：

1：CPU元件：

即中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。主要有運算器，控制器，寄存器以及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，控制及狀態(tài)總線構(gòu)成。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。

為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。

西門子PLC CPU芯片針腳多（200pin），主要有地址總線，數(shù)據(jù)總線，I/O引腳，及附屬檢測針腳與對應的芯片進行聯(lián)系，CPU壞，可導致PLC報警（SF燈亮），也會導致PLC某些輸入輸出點不正常，通訊不上等故障現(xiàn)象。損壞原因主要有CPU供電電壓高（導致內(nèi)部短，某些針腳對地短路）CPU老化等，損壞后用手摸，有發(fā)燙的感覺。此種CPU針腳多，更換麻煩，并且市場不容易買到配件，可以用拆機件替換。

2：PLC系統(tǒng)中的存儲器：

PLC系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。

（1）ROM 即只讀存儲器，用于由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內(nèi)，用戶不能更改，能夠完成PLC設計者規(guī)定的各項工作。實現(xiàn)指令解釋，報警處理等，和PC機的BIOS差不多，系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。

如果里面的數(shù)據(jù)丟失，或芯片損壞會引起不開機，報警現(xiàn)象。在平時的維修當中，ROM故障所占的比例也是很大的。可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。

編程器及適配器如下圖：

（2）用戶存儲器

用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲器根據(jù)所選用的存儲器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標之一。

為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，即隨機存儲器，主要存儲工作數(shù)據(jù)，掉電數(shù)據(jù)丟失，供電斷經(jīng)常和備用電池和電容連接，以實現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保持。保證掉電時不會丟失信息。為了防止干擾對RAM中程序的破壞，當用戶程序經(jīng)過運行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲器EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲器。

工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存放在RAM中，以適應隨機存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲器中，設有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等邏輯器件的存儲區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設置和運行情況而確定的。根據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。

由于系統(tǒng)程序及工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)系，所以在PLC 產(chǎn)品樣本或使用手冊中所列存儲器的形式及容量是指用戶程序存儲器。當PLC提供的用戶存儲器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲器擴展功能。

PLC存儲器所用的種類主要有：可讀/寫操作的隨機存儲器RAM；只讀存儲器或可擦除可編程的只讀存儲器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。

4：運行指示燈，是判斷PLC運行正常與否的主要依據(jù)。西門子S7-200在正常運行當中只有RUN燈（綠燈）亮，停止狀態(tài)只有燈（黃燈）亮，如果有故障燈（紅燈）亮起，說明此時PLC已經(jīng)出現(xiàn)硬件故障或軟件故障。

CPU板背面如下圖：

CPU板的背面部分主要提供了電源的轉(zhuǎn)換，以提供芯片供電所需的合適的電壓。此外還包含了用戶程序存儲器。在維修CPU板的時候，先用編程器備份里面的數(shù)據(jù)，以免程序丟失，帶來更大麻煩。

I/O板如下圖：

此板主要提供了輸入端隔離，繼電器驅(qū)動及輸出電路，還有通信接口電路。維修相對簡單。

電源板如下圖：

此板為24V開關(guān)電源板，在此不再累述。

綜上所述，PLC維修技術(shù)，并不是單一的電路板硬件維修，它牽涉到微電腦，數(shù)字電路，PLC原理，PLC編程，元件焊接等等技術(shù)的綜合應用，只有在長期的維修當中積累經(jīng)驗，才能得到很大的進步。