西门子S7-300 PLC的故障分析案例.docx

《西门子S7-300 PLC的故障分析案例.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子S7-300 PLC的故障分析案例.docx（12页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、西门子S7-300P1C的故障分析案例大家好，本周又为大家带来了西电杨工在工作现场处理的真实案例了，这次杨工来到了另外一个客户的现场，客户所在的行业是机电行业。该现场使用的是西门子的S7-300的世,该项目运行了一年多，一直有问题，但最近出现问题比较频繁，现象是每天从西第一次上电运行，大概30分钟后，开始出现停机的情况，停机时SF、STOP灯亮。此时只能通过手动复位，CP1J才能恢复运行。而之后，该现象将随时出现，并且越来越频繁，甚至有时几乎每个程序周期都会停机，因此严重影响了用户的生产。根据故障情况，杨工初步怀疑是现场存在电磁干扰。因此杨工决定奔赴现场对问题进行定性并决定最终处理方案。到现场

2、后，杨工首先观察P1C运行的情况。杨工发现，现场采用的是西门子S7-314C-2PN/DP的CPU,在运行过程中会出现系统故障，但能够自动消失（图DO图1P1C报系统故障之后，杨工观察了故障出现的情况，发现该故障的出现是有规律的：当Q5.4动作时，该SF灯会亮，当Q3.4动作时，该SF灯消失。因此，杨工怀疑是程序出现问题。通过读取在线诊断信息，发现CPU报BCD码转换故障（图2）o图2：CPU在线诊断信息报BCD码转换故障经过与编程人员的交流,发现是上位机的某时间参数设定超限。该参数设计设定值范围应为O99,但现场设定为100,因此程序每次运行至此都会报BCD码转换故隙，并导致SF灯亮，而当该

3、部分程序运行结束后，故障就会消失。将该值改为099之间的任意值后，SF灯不再点亮，该系统故障不再出现。这是杨工在现场发现的第一个故障，但这个故障并没有导致现场设备停机。之后随着杨工继续观察，大概经过了1个小时后，突然出现了一次停机故障。现象就是CPU停机时，SF灯和STOP灯亮，同时5V灯亮（图3）。DetaonEvert3d161STOPduetoI/OZndgemeHtmodeRUWedmodeSTOP(remaf)PPatfiITFShS2013073(21MATC30NCPU31,OpeftthpmodecnheCPtSUtuse2EmorNOtafOreeIObPerfofmance

4、MCQmmUrcMonStacksGenera1(XdgnoAcftZferMemoryScanCydtTmeNoTmeofdayDateEvert1071709011PM01/19/1筋MmodarereadyforOperabcn2071708798PMQ1Modu1emontwgtowOted3G71708580PM01/19/19STOPetoI/Omanagement4070407435PMOVI1995ModetmtonfromSTARTUPto50704:07434PM01/19/1995m1engtheonenWVtng60704074BPM01/19/1936Denct1wM

5、7070407433PM01/19/19eaIenffhevxwhenWftngEvertsQet治WgYvertK)从诊断信息情况看，应该是CPU在瞬间无法识别其模板，导致CPU进入停机状态。由于现场的电气柜内有较多的继电器和接触器（图5）,因此杨工怀疑是由于这些感性负载动作时产生的干扰导致了CPU从而导致了停机，因此杨工对CPU的电源进行了检测。图5：柜内安装了继电器和接触器通过波形，可以看到在CPU的24V电源线上，随着设备的动作，能够检测到有高频干扰的存在，其中有的信号较强（图6）。图6：在24V电源线上检测到的共模干扰同时，在柜内，杨工发现了一块镀锌板（图7）。杨工估计该镀锌板是用于

6、系统接地的，但实际情况是，并没有任何的P1C系统接地线连到该镀锌板上，也没有发现该镀锌板接到外部的“地”（图7）。为了减小感性负载对P1C的冲击，杨工将P1C的安装底板与该镀锌板相连接，同时将该镀锌板连接到外部的金属结构上（图7）。图7：P1C做了接地处理为此，现场进行了一系列的改动和布线、接线工作。但随后杨工发现，系统接了“地”之后，CPU运行一段时间，依然出现停机现象。然后杨工又检测了P1C系统220V电源线上的干扰情况，果然发现干扰信号依然存在（图8）OScreen2013-8-19:29:20FA-QD3匕I(.1( , 1I IIIIIIII2二jr：r：;：.iI41II&J BI

7、. 1I，wII*I1Je11IIi1I20V),但每次的干扰脉冲大小并不相同。是否是这些干扰导致CPiJ的停机呢？于是杨工对该干扰脉冲进行了检测。通过一段时间的观察，杨工发现：由于柜内安装了较多的接触器和继电器，因此从示波器上可以看到很多干扰脉冲，并且幅值也并不相同。由于杨工此刻重点关注的是连接关断阀的接触器，因此杨工在每次该接触器断开时都会格外注意示波器的屏幕，但杨工发现，尽管该接触器的负载最大，但并不是每次的干扰幅值都是最高的，而有时屏幕上也会出现一些幅值很高的干扰脉冲，但此时最大的接触器却并没有动作。并且系统停机时，屏幕上并没有出现很高的干扰脉冲。这就意味着一柜内每个接触器或者继电器动

8、作时，都有可能导致CPU停机。但这与杨工观察到的情况似乎有有些矛盾，因为杨工逐渐发现，系统确实是在关断阀体的时候容易停机，尽管不是每次动作都停机，但每次停机几乎都是系统的关料阀动作到位时发生的。但为什么停机时没有看到最大的干扰脉冲出现呢？带着疑问，杨工进行了多次的测试，直到有一次，杨工看到CPU停机的时刻，刚好是接触器断开的瞬间，同时在示波器上发现杨工也发现了一个非常大的干扰脉冲（图11）。图11：CPU停机的瞬间检测到该脉冲至此，杨工终于看到了该断路器断开的瞬间，出现了较大的干扰脉冲，导致CPU停机。原来，最终还真是这一个接触器引起了系统停机等等一系列的故障。当然，根据杨工建议，现场将该接触器外面增加吸收回路后，问题得到彻底的解决。但这里有个问题，就是为何停机时示波器并不是每次都能抓到最大的干扰脉冲？杨工的分析，认为应该是由于设备动作时，并不见得每次都能产生最大的干扰；另外，系统干扰可能是一个累积的过程，由于之前感性设备断开时产生的干扰没有能及时的释放掉，因此甚至随后的一个很小的干扰也会最终导致系统出现问题。通过这个现场出现的问题，杨工帮我们工友总结出以下两点，是现场检测环节中比较关键的要素：1 .自动化现场的接触器、继电器等带感性负载线圈的设备必须增加浪涌吸收回路。2 .现场电气系统必须接地。编辑：黄飞