西门子6ES7231-7PC22-0XA0参数说明
PLC的日常维护和保养比较简单,主要是更换保险丝和锂电池,基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器(RAM)、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护,锂电池的寿命大约为5年,当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时,PLC基本单元上电池电压跌落到指示灯亮,提示用户注意有锂电池所支持的程序还可保留一周左右,必须更换电池,这是日常维护的主要内容。
调换锂电池的步骤为:
■在拆装前,应先让PLC通电15秒以上(这样可使作为存储器备用电源的电容器充电,在锂电池断开后,该电容可对PLC做短暂供电,以保护RAM中的信息不丢失);
■断开PLC的交流电源;
■打开基本单元的电池盖板;
■取下旧电池,装上新电池;
■盖上电池盖板。
注意更换电池时间要尽量短,一般不允许超过3分钟。如果时间过长,RAM中的程序将消失。
应注意更换保险丝时要采用指定型号的产品。
I/O模块的更换
若需替换一个模块,用户应确认被安装的模块是同类型。有些I/O系统允许带电更换模块,而有些则需切断电源。若替换后可解决问题,但在一相对较短时间后又发生故障,那么用户应检查能产生电压的感性负载,也许需要从外部抑制其电流尖峰。如果保险丝在更换后易被烧断,则有可能是模块的输出电流超限,或输出设备被短路。
PLC的故障诊断是一个十分重要的问题,是保证PLC控制系统正常、可靠运行的关键。本文对常用的故障诊断方法进行了探讨。在实际工作过程中,应充分考虑到对PLC的各种不利因素,定期进行检查和日常维护,以保证PLC控制系统安全、可靠地运行。笔者近几年在维护和修理PLC系统中,了一些快速查找PLC系统故障原因的经验,现与大家交流如下。
一个典型的PLC系统包括一个现场PLC站,和通过高速数据线与之相连的上位机以及模拟屏PLC站,上位机用以显示各种图形和数据,模拟屏PLC站用来驱动模拟屏上的发光二极管。整个PLC系统与外联设备相接,就构成了一个自动控制系统。
通常将PLC当作一个黑盒子,我们可以简单地根据I/O信号来判断故障的位置。判断故障的情况有两种,即模拟屏上闪烁的故障信号和该运行的设备在模拟屏上无显示。
1、模拟屏上闪烁的故障信号
根据PLC控制站图纸,先检查该设备在模拟屏PLC柜内的显示状态,如果相符合再检查现场PLC柜的显示状态,同样符合时再继续检查PLC柜的I/O端子、外联设备的I/O端子,并由此推断出是设备故障还是PLC故障。以上过程可以用下面的框图表示(如图1)。
图1
判断PLC柜I/O端子、外联设备的I/O端子是否与状态信号相符的方法很简单,只要用万用表的直流电压档测量端子号与公共端的电压值,为24V表示断开,无信号;为0V表示接通,有信号。
2、该运行的设备在模拟屏上无显示
此时应判断是PLC没有给运行信号,还是给了运行信号而设备有故障不能运行。
我们可以从现场的PLC柜的输出模块地址中观察有无信号显示,继而检查PLC站输出继电器有无吸合,再看外联设备的电气柜有无驱动信号。如有,而设备无运行,则是设备有故障,如果设备正常运行,则应从外联设备的输入端往回查,过程正好与种故障检查过程
以上过程可用下面框图表示(如图2):
图2
如果设备正在运行,则按以下框图检查(如图3)。
对模拟信号的检测,因仪表采用的是4~20mA输入,在模拟信号输入端串联一个万用表,检测模拟信号的电流值,并与PLC的输出值做比较,便可知道数值是否正确。
图3
有一种简单的方法可以迅速判断是PLC故障还是电器设备的故障,就是采用短路法:将外联设备状态输入线断开,用一条导线将输入端口和公共线相连,这意味着给PLC一个接通的信号,如果PLC有显示,则PLC正常;为PLC故障。
找到故障点以后应做出相应的处理。一般来说PLC发生故障的可能性较小,大部分故障原因是接线松了,或线接错了,或继电器有故障等,亦有PLC模板烧毁的情况,这时只能将PLC模板换掉。记住一定要断电操作,否则容易把好的模板烧毁,亦可能会牵连到PLC处理器
在PCACCESS中起动客户机测试时,显示“出现错误”对话框,不能启动测试。
现在的互联网真是个好东西,有问题上互联网,已经成了我们的生活习惯。我遇到问题的个反应就是上网。
在西门子网站的S7-200论坛上搜索“PCACCESS”,出现了大量的有PC没有ACCESS的帖子。改为搜索“ACCESS”,搜索到的帖子少了很多,剩下的有效帖子的比例也高了。
逐个打开找到的帖子,说什么的都有,例如:
1)用的是原装的PC/PPI电缆吗?
我用的不是原装的,有人说原装的也不行。
2)只要能下载程序,说明PC/PPI电缆肯定没问题。
我也能下载程序,看来电缆没问题。
3)在Microwin中定义变量名不要使用中文。
我改为英文也不行。
4)PCACCESS 内建立的变量保存了吗?
我保存了也不行。
5)系统安装了WinCCflexible2008_SP2,不能连接。卸载后重装系统问题得到解决。
我用一个重装的“干净”的操作系统也不行。
6)PC ACCESS V1.0 SP3~SP5安装后都不能用,只有SP1能用,后来找了个SP6又能用了。
说明此软件与操作系统可能有兼容性问题。
7)在“找答案”版区找到“pcaccess sp6为升级包,需要您先安装完整版才可以,pc access sp3是完整版”。
我在西门子网站下载了PCACCESS V1.0 SP6,安装时需要先卸载老版的PC ACCESS、MicroWIN V4.0和S7-200Explorer(真是麻烦!)。
安装好PC ACCESSV1.0 SP6和MicroWIN V4.0 SP9后,在PCACCESS中起动客户机测试时,没有显示“出现错误”对话框了。“测试客户机”窗口可以显示PLC中变量的数值了,首战告捷(见图)!
因为各种原因,使得系统参数发生了变化,监控系统必须具备实时性要求,也就是说,只要设备状态一改变,监控系统就将信息采集并传送到计算机,以便监控人员及时了解现场,对现场情况作出判断、进行相应的操作。实时性包括计算机与plc实时通信以及plc实时监控所联设备状态两方面内容。
计算机实时数据处理
该部分由vb的timer控件完成。通过引发timer事件(timer事件是vb模拟实时计时器的事件),timer控件可以定时执行规定的操作,使得plc所连接的设备状态信息及时传送到计算机。
plc实时数据处理
由于s7-200系列plc在自由口模式下,通信协议完全由梯形图程序控制。s7-200cpu连续扫描用户程序、执行用户任务。plc在程序执行过程中,基于稳定、快速、灵活等方面考虑,cpu每个扫描周期都通过输入输出映像寄存器来执行实际输入输出操作,即读实际输入点值到映像寄存器、写映像寄存器值到实际输出点。由于在中断中不能顺利进行数据读写操作,可通过编程,利用plc循环扫描执行程序的特点,使得在程序扫描期间实现数据存储区与输入输出映像寄存器区交换数据,也就是说,计算机只要通过与数据存储区实时完成通信就可达到实时监控实际输入输出点的效果。
该部分的程序段如下:
主程序部分:
ld sm0.1 file://扫描闭合
call subr_0 file://调用子程序0
movb 1,vb0 file://vb0.0置1
ld vb0.0 file://设置数据存储区与映像区交换数据条件
call subr_1 file://调用子程序1
┇
end file://主程序结束
子程序1部分程序如下:
ld sm0.0 file://始终闭合
movd vd101,id0 file://数据存储区写数据到数字量输入
file://映像区
movd id0,vd101 file://读数字量输入映像区数据到数据
file://存储区
movd vd201,qd0 file://数据存储区写数据到数字量输
file://出映像区
movd qd0,vd201 file://读数字量输出映像区数据到数
file://据存储区
movw aiw0,vw301 file://读模拟量输入映像区到数据存
file://储区
movw vw401,aqw0 file://数据存储区写数据到模拟量输
file://出映像区
┇
cret file://子程序返回
发送、接收部分:
rcv vb500,0 file://从端口0接收数据存于vb500单元
file://起始的连续单元
xmt vb55,0 file://将vb55单元后的指定数据从端口0
file://连续发出
供电电源的质量直接影响PLC的使用可靠性,也是故障率较高的部件,检查电压是否满足额定范围的85%~110%及考察电压波动是否频繁。频繁的电压波动会加快电压模块电子元件的老化,建议加装稳压电源。对于使用10多年的PLC系统,若常出现程序执行错误,应考虑电压模块供电质量。
运行环境的检查:
(1)PLC运行环境温度在0~60℃。温度过高将使得PLC内部元件性能恶化和故障增加,尤其是CPU会因“电子迁移”现象的加速而降低PLC的寿命。温度偏低,模拟回路的安全系数也会变小,超低温时可能引起控制系统动作不正常。解决的办法是在控制柜安装合适的轴流风扇或者加装空调,并注意经常检查。
(2)环境相对湿度在5%~95%之间。在湿度较大的环境中,水分容易通过模块上的IC的金属表面的缺陷侵入内部,引起内部元件性能的恶化,使内部绝缘性能降低,会因高压或浪涌电压而引起短路;在极其干燥的环境下,MOS集成电路会因静电而引起击穿。
(3)要定期吹扫内部灰尘,以保证风道的畅通和元件的绝缘。建议PLC的电控柜使用密封式结构,并且电控柜的进风口和出风口加装过滤器,可阻挡绝大部分灰尘的进入。
检查PLC的安装状态。各PLC单元固定是否牢固,各种I/O模块端子是否松动,PLC通信电缆的子母连接器是否完全插入并旋紧,外部连接线有无损伤。检查PLC的程序存储器的电池是否需要更换。
根据维修的特点可分为①外线维修,包括通信总线和I/O所连接的传感器、连接器、继电器、限位开关、保护元件、连接线和变频器等。②PLC的固件维修,包括CPU单元、I/O单元、智能单元、供电模块的内部电路维修。PLC控制器具有一定的自检能力,在系统运行周期中都有自诊断处理阶段。系统工作过程中无论发生何种故障,维修人员都要遵循一定的操作步骤。
1.检查PLC供电是否正常。若POWER指示灯不亮,可检查供电线路和熔断器。
2.检查PLC系统。启动PLC查看“RUN”指示是否正常,有无报警发生。通常正在使用的PLC系统很难发生这种故障。
3.I/O模块的检查。I/O模块是CPU与外部控制对象沟通信息的通道,也是容易损坏的部分,使维修的主要内容。
4.工作环境的检查。主要影响的因素是温度和湿度。5.固件的维修。当确认是PLC固件损坏,好的办法是更换新的备件。
在解答S7-200运动控制模块EM253寻找参考点的问题时,常常发现客户很容易混淆一些名词和概念,进而给大家的功能实现带来困扰。比如说:“RP”、“RPS”、“参考点”、“参考点寻找过程”、“RP偏移量”、“ZP”、“零脉冲”等名词。这些词看上去很相似,但有时它表示的含义是有差别的。
我们就聊聊这些名词的含义和区别,并用几个例子介绍一下运动控制中寻找参考点的过程。
一.名词概念解释
RPS——参考点信号,是从外接开关传感器(接近开关或者行程开关)传过来的信号。
RP(Reference point)——参考点,用于定义位置坐标。这个参考点是通过RPS确定的,本身并没有实质性的硬件设备。
RP偏移量(RP_OFFSET)——是指从RP到零点的距离。
ZP——零脉冲信号,是电机编码器每转一圈所产生的信号。
有时,大家会把ZP和RP搞混。大家在某些情况下能看到“零点”这个词,我们会误认为“零点”就是ZP。“零点”顾名思义,就是位置为0的点,当RP的坐标为0(即RP_OFFSET=0)时,RP与零点是同一个点;当RP的坐标不为0时,他们就是两个不同的点,参考点不一定坐标为0。而ZP是由编码器产生的一个信号,显然和“零点”是稍有差异的。
二.寻参步骤和过程
设置EM253寻找参考点功能是利用运动控制向导来实现的。基本分为两步:
步:设置参考点寻找速度(快速寻找速度和慢速寻找速度),初始寻找方向和终接近参考点方向。
(注:在参考点选项中可以设置RP偏移量)
第二步:组态寻找参考点的顺序。也就是手册中提到寻参模式。
下面利用两个示例,帮助我们深入学习和理解以上的这些名词概念。大家也可以利用《S7-200系统手册》第九章中RP寻参模式的示意图了解相关知识。
示例1:
向导中设置初始寻找方向为正向,终接近方向为正向。选择模式1。如果起点在如图(1)位置,执行POS_RSEEK指令后,按照高速正向寻找,当检测到RPS信号上升沿后,由高速降低到低速继续寻参,当RPS信号失效即检测到RPS下降沿时,则以当前点作为参考点,即终点。
如果向导中RP选项设置RP_OFFSET=0,当找到参考点后,则当前位置即为零点。如果RP_OFFSET非零,例如RP_OFFSET=150,则当找到参考点后,当前位置即为150。
这里抛砖引玉,按照以上的思路,大家可以进而学习了解RP寻找模式1和模式2的其他运动轨迹。
在以上的示例中,我们谈到了模式1和模式2。这两种模式中是没有“ZP”零脉冲的概念。那么什么时候需要考虑“ZP”零脉冲呢?为什么要在寻参模式中使用ZP信号作为终定位的依据呢?
我们介绍一点背景知识:
一些数控机床会采用带增量型编码器的伺服电机。编码器采用光电原理将角位置进行编码,在编码器输出的位置编码信息中,会有一个零脉冲信号,编码器每转产生一个零脉冲。当伺服电机安装到机床床身时,伺服电机的位置确定,编码器零脉冲的角位置也就确定了。由于编码器每转产生一个零脉冲,在坐标轴的整个行程内有很多零脉冲,这些零脉冲之间的距离是相等的,每个零脉冲在机床坐标系统的位置是确定的。为了确定坐标轴的原点,可以利用某一个零脉冲的位置作为基准,这个基准就是坐标轴的参考点。
结合示例1,我们已经知道真正能够确定寻参后电机在轨道上位置的是RPS的右侧边沿,RPS是外部接入的开关信号,难免会出现偏移。这将使得寻参后的RP发生偏移。这样就不能保证每次寻参后电机都能停在轨道的相同位置。根据ZP的定义可以想见:电机及其随动设备一旦安装完毕,ZP信号在运行轨道上的位置也随之固定。如果采用穿过RPS后的ZP数来定位,RPS信号的下降沿有一点点偏移,终的RP都将定位在确定的位置。说,综合使用RPS信号和ZP信号作为终定位的依据,会使得RP(参考点)的定位更加jingque。
基于以上的应用需求,位控向导为我们提供了模式3和模式4。
如果选择模式3定位RP,则在RPS输入变为无效后接收到指定ZP个脉冲后确定RP,参考点RP位于RPS输入的有效区外。如果选择模式4定位RP,则在RPS输入变为有效后接收到指定ZP个脉冲后确定RP,参考点RP通常位于RPS输入的有效区内。我们仍然使用一个例子,更好的理解一下应用ZP脉冲数定位的功能。
示例2:
向导中设置初始寻找方向为正向,终接近方向为正向。选择模式3。如果起点在如图(2)位置,执行POS_RSEEK指令后,按照高速正向寻找,当检测到RPS信号上升沿后,由高速降低到低速继续寻参,当RPS信号失效即检测到RPS下降沿后继续低速寻找参考点,直到接收到指定的ZP脉冲数,则以当前点作为参考点,即终点。
如果向导中RP选项设置RP_OFFSET=0,当找到参考点后,则当前位置即为零点。如果RP_OFFSET非零,例如RP_OFFSET=150,则当找到参考点后,当前位置即为150。
按照以上的思路,大家可以进而学习了解RP寻找模式3和4的其他运动轨迹。
在实际的应用中,为了确定参考点的位置,通常在数控机床的坐标轴上配置一个参考点行程开关。数控机床在开机后,要寻找参考点行程开关,在找到参考点行程开关之后,在寻找与参考点行程开关距离近的一个零脉冲作为该坐标的参考点,根据参考点就可以确定机床的原点了。
读到这里,相信您对EM253定位功能又有了一些新的认识吧。我们这里仅仅抛砖引玉,希望对您的学习和使用能有一点点的帮助