河北西門子維修部門

更新日期：2023年05月08日
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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(jī)，西門子工控機(jī)，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(tái)設(shè)備，不知道是哪里淘的二手設(shè)備，送電后不能正常工作，所以找到我去協(xié)助處理；

設(shè)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(chǎng)實(shí)地檢測(cè)，CPU型號(hào)：CPU-315-2DP

通電后PLC指示燈SF,BF,5VDC,RUN,燈沒(méi)一個(gè)亮的；這種現(xiàn)象通常為電壓模塊PS307故障，我先測(cè)了外部進(jìn)線電壓是有的，估計(jì)設(shè)備搬遷引起線松動(dòng)，于是將電源線以及相關(guān)線纜重新插拔，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有松動(dòng)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(huì)引起；4.如DP主從站接口激活，發(fā)生總線短路也會(huì)引起的；5.主站沒(méi)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(wèn)；3.組態(tài)方式不正確；4.PB通訊中斷或地址錯(cuò)誤；

該現(xiàn)象屬于后者，從設(shè)備狀況了解知，該設(shè)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(shuō)說(shuō)，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(guò)沒(méi)有？

新調(diào)試設(shè)備我遇到過(guò)，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(fù)了PLC的工作，由此推斷，其他線纜也有松動(dòng)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(wù)中心不是閃爍，我接觸了多起，我的看法是這時(shí)微處理器已經(jīng)不運(yùn)行程序了，這個(gè)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(shí)微處理器對(duì)外的所有I/O口都是一個(gè)相當(dāng)一個(gè)空白的微處理器的硬件自然釋放狀態(tài)。這時(shí)外部所有的LED燈恒亮，并不是微處理器控制點(diǎn)亮的，是硬件設(shè)計(jì)導(dǎo)致的。這時(shí)LED提供給用戶的信息毫無(wú)價(jià)值，通過(guò)電纜診斷是識(shí)別不了的，無(wú)法連接，我的一點(diǎn)看法。
西門子驅(qū)動(dòng)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(xì)及價(jià)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(dòng)模塊維修公司建立了全國(guó)性的銷售和技術(shù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，本維修中心配有先進(jìn)的維修，專用的測(cè)試臺(tái)及系列負(fù)載試驗(yàn)設(shè)備。與眾多國(guó)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(dòng)模塊維修公司是一項(xiàng)理論知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(dòng)模塊維修的人員需要經(jīng)常學(xué)習(xí)，了解變頻器內(nèi)部的電子元器件所具備的功能和特點(diǎn)，開(kāi)拓知識(shí)面，將新學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)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(dòng)模塊維修在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場(chǎng)處理故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無(wú)電焊機(jī)等對(duì)電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。通常是由于電機(jī)或電纜損壞及驅(qū)動(dòng)電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動(dòng)電路之后，測(cè)驅(qū)動(dòng)波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)中更換驅(qū)動(dòng)板之后，須注意檢查馬達(dá)及連接電纜。在確定無(wú)任何故障下，才能運(yùn)行變頻器。通常是由于開(kāi)關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無(wú)直流電引起，如啟動(dòng)電阻損壞，操作面板損壞同樣會(huì)產(chǎn)生這種狀

PLC型號(hào)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?wù)凱LC硬件維修的一些思路和方法，不但對(duì)工控初級(jí)維修師傅有指導(dǎo)性的幫助,此文也對(duì)PLC初學(xué)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(dāng)中棘手的地方，CPU板出問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致PLC故障燈常亮，PLC不運(yùn)行，現(xiàn)就CPU板各元件說(shuō)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(yùn)算器，控制器，寄存器以及實(shí)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(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)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(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對(duì)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(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)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(cè)針腳與對(duì)應(yīng)的芯片進(jìn)行聯(lián)系，CPU壞，可導(dǎo)致PLC報(bào)警（SF燈亮），也會(huì)導(dǎo)致PLC某些輸入輸出點(diǎn)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(dǎo)致內(nèi)部短，某些針腳對(duì)地短路）CPU老化等，損壞后用手摸，有發(fā)燙的感覺(jué)。此種CPU針腳多，更換麻煩，并且市場(chǎng)不容易買到配件，可以用拆機(jī)件替換。

2：PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器：

PLC系統(tǒng)中的存儲(chǔ)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(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。

（1）ROM 即只讀存儲(chǔ)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(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。實(shí)現(xiàn)指令解釋，報(bào)警處理等，和PC機(jī)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(huì)引起不開(kāi)機(jī)，報(bào)警現(xiàn)象。在平時(shí)的維修當(dāng)中，ROM故障所占的比例也是很大的?？梢杂镁幊唐髦厮⒐碳绦颍ㄊ孪扔袀浞荩?，來(lái)解決此類問(wèn)題。

編程器及適配器如下圖：

（2）用戶存儲(chǔ)器

用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用PLC編程語(yǔ)言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來(lái)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(chǔ)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(biāo)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(jī)存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保持。保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止干擾對(duì)RAM中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲(chǔ)器。

工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過(guò)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(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。

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

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

4：運(yùn)行指示燈，是判斷PLC運(yùn)行正常與否的主要依據(jù)。西門子S7-200在正常運(yùn)行當(dāng)中只有RUN燈（綠燈）亮，停止?fàn)顟B(tài)只有燈（黃燈）亮，如果有故障燈（紅燈）亮起，說(shuō)明此時(shí)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(chǔ)器。在維修CPU板的時(shí)候，先用編程器備份里面的數(shù)據(jù)，以免程序丟失，帶來(lái)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(dòng)及輸出電路，還有通信接口電路。維修相對(duì)簡(jiǎn)單。

電源板如下圖：

此板為24V開(kāi)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(yīng)用，只有在長(zhǎng)期的維修當(dāng)中積累經(jīng)驗(yàn)，才能得到很大的進(jìn)步。