廣東西門子V90伺服系統(tǒng)代理商

西門子S7-300 PLC通過STEP 7編程軟件診斷功能進行故障診斷的基本方法

    西門子S7-300 PLC具有非常強大的故障診斷功能，通過STEP 7編程軟件可以獲得大量的硬件故障與編程錯誤的信息，使用戶能迅速地查找到故障。

    這里的診斷是指S7-300 PLC內(nèi)部集成的錯誤識別和記錄功能，錯誤信息在CPU的診斷緩沖區(qū)內(nèi)。有錯誤或事件發(fā)生時，標(biāo)有日期和時間的信息被保存到診斷緩沖區(qū)，時間保存到系統(tǒng)的狀態(tài)表中，如果用戶已對有關(guān)的錯誤處理組織塊編程，CPU將調(diào)用該組織塊。

    在SIMATIC管理器中用菜單命令“查看”→“在線”打開在線窗口。打開所有的站，查看是否有CPU顯示了指示錯誤或故障的診斷符號。

    診斷符號用來形象直觀地表示模塊的運行模式和模塊的故障狀態(tài)，如圖5-32所示。如果模塊有診斷信息，在模塊符號上將會增加一個診斷符號或者模塊符號的對比度降低。

    圖5-32    診斷符號

    診斷符號“當(dāng)前組態(tài)與實際組態(tài)不匹配”表示被組態(tài)的模塊不存在或者插入了與組態(tài)的模塊型號不同的模塊。

    診斷符號“無法診斷”表示無線上連接或該模塊不支持模塊診斷信息，例如電源模塊或子模塊。

    “強制”符號表示在該模塊上有變量被強制，即在模塊的用戶程序中有變量被賦予一個固定值，該數(shù)據(jù)值不能被程序改變。“強制”符號可以與其他符號組合在一起顯示，如圖5-32中“強制與運行”符號。

    從在線的SIMATIC管理器的窗口、在線的硬件診斷功能打開的快速窗口和在線的硬件組態(tài)窗口（診斷窗口），都可以觀察到診斷符號。

    通過觀察診斷符號，町以判斷CPU模塊的運行模式是否有強制變量，CPU模塊和功能模塊(FM)是否有故障。

    打開在線窗口，在SIMATIC管理器中執(zhí)行菜單命令“PLC”→“診斷/設(shè)置”→“硬件診斷”，將打開硬件診斷快速瀏覽窗口。在該窗口中顯示PLC的狀態(tài)，看到診斷功能的模塊硬件故障，雙擊“故障模塊”可以獲得詳細(xì)的故障信息。

STEP 7提供了可視化的在線調(diào)試功能。在STEP 7中完成的硬件組態(tài)和用戶程序必須下載到PLC中，經(jīng)過軟硬件的聯(lián)合調(diào)試成功后，才能終完成控制任務(wù)。

    PLC是運行在工業(yè)環(huán)境中的控制器，一般而言可靠性比較高，出現(xiàn)故障的概率較低，但出現(xiàn)故障也是難以避免的。一般引發(fā)故障的原因有很多，故障的后果也有很多種。

    引發(fā)故障的原因雖然我們不能*控制，但是我們可以通過日常的檢查和定期的維護來消除多種隱患，把故障率降到低。故障后果輕的可能造成設(shè)備的停機，影響生產(chǎn)的數(shù)量；重的可能造成財產(chǎn)損失和人員傷亡，如果是一些特殊的控制對象，一旦出現(xiàn)故障可能會引發(fā)更嚴(yán)重的后果。

    對于維護人員來說重要的是找到故障的原因，迅速排除故障，盡快恢復(fù)系統(tǒng)的運行。對于系統(tǒng)設(shè)計人員來說，在設(shè)計時要考慮到故障發(fā)生后系統(tǒng)的自我保護措施，力爭使故障的停機時間短，造成損失小。

    一般PLC的故障主要由外部故障或內(nèi)部錯誤造成。外部故障由外部傳感器或執(zhí)行機構(gòu)的故障等引發(fā)PLC產(chǎn)生故障，可能會使整個系統(tǒng)停機，甚至燒壞PLC。

    而內(nèi)部錯誤是PLC內(nèi)部的功能性錯誤或編程錯誤造成的，可以使系統(tǒng)停機。S7-300 PLC具有很強的錯誤（或稱故障）檢測和處理能力，CPU檢測到某種錯誤后，操作系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的組織塊，用戶可以在組織塊中編程，對發(fā)生的錯誤采取相應(yīng)的措施。對于大多數(shù)錯誤，如果沒有給組織塊編程，出現(xiàn)錯誤時CPU將進入STOP模式。對于比較復(fù)雜的邏輯控制，用經(jīng)驗設(shè)計法就不合適，適合用功能圖設(shè)計。功能圖設(shè)計法無疑是應(yīng)用為廣泛的設(shè)計方。功能圖就是順序功能圖。功能圖設(shè)計法就是先根據(jù)系統(tǒng)的控制要求畫出功能圖，再根據(jù)功能圖設(shè)計梯形圖?？刹捎没局噶?、復(fù)位／置位指令和功能指令設(shè)計梯形圖。因此，設(shè)計功能圖是整個程序設(shè)計過程中的關(guān)鍵，也是難點。

    用基本指令編寫梯形圖指令是容易被想到的方法，不需要了解較多的指令。采用這種方法編寫程序的過程是：先根據(jù)控制要求設(shè)計正確的功能圖，再根據(jù)功能圖寫出正確的布爾表達式，后根據(jù)布爾表達式畫基本指令梯形圖。以下用一個例子講解利用基本指令編寫梯形圖指令的方法。

    【實例】如圖5-23所示的氣動機械手由3個汽缸組成，即汽缸A、B、C。其接線圖如圖5-24所示。其工作過程是：當(dāng)接近開關(guān)SQ0檢測到有物體時，系統(tǒng)開始工作，汽缸A向左運行；到極限位置SQ2后，汽缸B向下運行，直到極限位置SQ4為止；接著手指汽缸C抓住物體，延時1s；然后汽缸B向上運行；到極限位置SQ3后，汽缸A向右運行；到極限位置SQ1，此時手指汽缸C釋放物體，并延時1s，完成搬運工作。電磁閥YV1上電汽缸A向左運行，電磁閥YV2上電汽缸A向右運行，電磁閥YV3上電，汽缸B向下運行，電磁閥YV4上電，汽缸B向上運行，電磁閥YV5上電，汽缸C夾緊，電磁閥YV5斷電，汽缸C松開。請畫出接線圖、功能圖和梯形圖。

    【解答】

    這個運動邏輯看起來比較復(fù)雜，如果不掌握規(guī)律，則很難設(shè)計出正確的梯形圖，一般先根據(jù)題意畫出功能圖，再根據(jù)功能圖寫出布爾表達式，如圖5-25所示。布爾表達式是有規(guī)律的，當(dāng)前步的步名對應(yīng)的繼電器（如M0.1）等于上一步的步名對應(yīng)的繼電器(M0.0)與上一步的轉(zhuǎn)換條件(I0.2)的乘積，再加上當(dāng)前步的步名對應(yīng)的繼電器(M0.1)與下一步的步名對應(yīng)的繼電器非的乘積()，其他的布爾表達式的寫法類似，后根據(jù)布爾表達式畫出梯形圖，如圖5-26和圖5-27所示。在整個過程中，功能圖是關(guān)鍵，也是難點，而根據(jù)功能圖寫出布爾表達式和畫出梯形圖比較簡單。

 經(jīng)驗設(shè)計法就是在一些典型的梯形圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的對象對控制系統(tǒng)的具體要求，對原有的梯形圖進行修改和完善。這種方法適合有一定工作經(jīng)驗的人，這些人有現(xiàn)成的資料，特別在產(chǎn)品更新?lián)Q代時，使用這種方法比較節(jié)省時間。下面舉例說明這種方法的思路。

    【實例】圖5-20為小車運輸系統(tǒng)的示意圖和I/O接線圖，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4是限位開關(guān)，小車在SQ1處裝料，10s后右行，到SQ2后停止卸料10s后左行，碰到SQ1后停下裝料，就這樣不停循環(huán)工作，限位開關(guān)SQ3和SQ4的作用是當(dāng)SQ2或者SQ1失效時，SQ3和SQ4起保護作用，SB1是起動按鈕，SB2是停止按鈕。

    【解答】

    小車左行和右行是不能同時進行的，因此有聯(lián)鎖關(guān)系，與電動機的正、反轉(zhuǎn)的梯形圖類似，因此先畫出電動機正、反轉(zhuǎn)控制的梯形圖，如圖5-21所示，再在這個梯形圖的基礎(chǔ)上進行修改，增加4個限位開關(guān)的輸入，增加兩個定時器。

廣東西門子V90伺服系統(tǒng)代理商