安潔澤

（溫州市創(chuàng)源水務(wù)有限公司,浙江 溫州 325000）

西門子PLC系統(tǒng)故障處理分析

安潔澤

（溫州市創(chuàng)源水務(wù)有限公司,浙江 溫州 325000）

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各種具有較高科技含量的科學(xué)設(shè)備開始大量使用，其中就包括西門子PLC系統(tǒng)。西門子PLC系統(tǒng)運(yùn)行的正常與否，在很多時(shí)候會直接影響工作效果。因此本次通過分析西門子PLC系統(tǒng)的常見故障及處理策略，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

西門子PLC系統(tǒng)；常見故障；處理策略

PLC是西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器，其在我國具有非常廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于化工、印刷、冶金、電器維修等。西門子PLC產(chǎn)品主要有S7-200、S7-1200、LOGO等，以S7系列為例，其具有體積小的特點(diǎn)，在運(yùn)行速度方面也有不俗的表現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，具有更強(qiáng)的功能和可靠性。一般對于可編程序控制器的分來有三種，即規(guī)模大小、性能高低以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

1 PLC控制系統(tǒng)的架構(gòu)

整套的PLC控制系統(tǒng)是通過工業(yè)級總線及市場級總線共同組成的，其中包括多臺操作站以及相應(yīng)數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)控制器，操作站與控制器都分別連入總線網(wǎng)中，該總線網(wǎng)為環(huán)形網(wǎng)，主要以光纖作為信息傳遞的介質(zhì)，通過連接光纖和適配器以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的順利工作。操作站等都是其總網(wǎng)線上的其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)。操作站以Windows系統(tǒng)作為用戶界面的操作系統(tǒng)，當(dāng)前主要采用Win XP系統(tǒng)，不久的將來可能全面升級為Win 7系統(tǒng)。每臺工作站都通過連接卡與總線網(wǎng)相連，并且各工作站也借助以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相互連接。工作站不僅包括了操作系統(tǒng)，還需要安裝連接卡的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和相關(guān)組建以及編程文件?？刂破髦饕远嘟M標(biāo)準(zhǔn)控制器組成，主要負(fù)責(zé)進(jìn)行預(yù)處理控制，所有控制器都和工業(yè)級的總線進(jìn)行相互通信，并且各控制器通過總線下掛多個(gè)遠(yuǎn)程的從站。

2 PLC的常見故障

2.1 網(wǎng)絡(luò)故障分析

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在PLC系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行階段后，初期可能會經(jīng)常導(dǎo)致操作界面異常，使初期操作站發(fā)生不穩(wěn)定情況，影響其數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，并影響實(shí)時(shí)狀態(tài)的正常顯示，通過檢查能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障[1]。

運(yùn)行過程中，有可能會出現(xiàn)一部分的模擬量數(shù)據(jù)有時(shí)出現(xiàn)有時(shí)隱沒的情況，造成這種問題的原因可能是預(yù)處理控制系統(tǒng)與舊的控制系統(tǒng)發(fā)生無法正常顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)的問題，新廠與混床控制系統(tǒng)在模擬量上的顯示則為正常。因數(shù)據(jù)不完整，并且很多模擬量數(shù)據(jù)都無法上傳，所以可以推測為工業(yè)級的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備出現(xiàn)了問題，一般考慮可能是子網(wǎng)故障導(dǎo)致通信中斷的情況出現(xiàn)?？偩€在工作了一段時(shí)間之后，很容易在部分子站的通信中發(fā)生故障，一般的故障表現(xiàn)就是通信中斷。

對于網(wǎng)絡(luò)故障的處理，一般是通過總線各設(shè)備的故障指示，找出發(fā)生故障的具體位置。首先，總線發(fā)生故障后，CPU的BUSF指示燈會指示為紅色，如果DP總線故障，則需要對所有的遠(yuǎn)程模塊BF指示燈進(jìn)行逐一排查，從而對故障發(fā)生的具體位置進(jìn)行確認(rèn)。如果是工業(yè)級總線發(fā)生故障，就應(yīng)該首先對光電轉(zhuǎn)換設(shè)備的指示燈進(jìn)行分析，判斷具體出現(xiàn)問題的接口。找出發(fā)生故障的具體位置，然后分析故障發(fā)生的原因，通過排查設(shè)備的現(xiàn)行正確性、緊固性以及撥碼的軟件、硬件設(shè)置的一致性，還有光纖的跳線收以及連接的極性、連接的緊固性等等。

2.2 系統(tǒng)干擾分析

此套系統(tǒng)能夠?qū)芏嚯娖髟O(shè)備進(jìn)行控制，部分設(shè)備產(chǎn)生的信號能夠通過敷設(shè)的電纜被連接至PLC各I/O模件中，另外部分的信號則可以通過通信卡與控制電器設(shè)備進(jìn)行連接[2]。

運(yùn)行的初始階段，容易出現(xiàn)的故障為部分連接電器的MCC子站通信設(shè)備故障，具體表現(xiàn)為子站離線，從而不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。在現(xiàn)場檢查的過程中，往往會發(fā)現(xiàn)MCC附近的電力設(shè)備在運(yùn)行的過程中，電機(jī)會傳動(dòng)而產(chǎn)生電磁干擾的情況，但接口卡則處于MCC柜內(nèi)，這樣一來，電磁信號就容易對總線產(chǎn)生明顯的影響。如果將雙絞屏蔽電纜替換，改用敷設(shè)光纖線路，再次測試結(jié)果顯示，子站間的通信恢復(fù)穩(wěn)定，并且不會再次出現(xiàn)子站離線的情況。

部分的電器設(shè)備，其狀態(tài)信號線會直接連入到卡件中，運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)異常顯示，表現(xiàn)為“0”或“1”的錯(cuò)亂排布。通過檢查發(fā)現(xiàn)，卡件能夠正常工作，但因電器專業(yè)送來的狀態(tài)開關(guān)量信號本應(yīng)是無源的接點(diǎn)，而通過測量發(fā)現(xiàn)，狀態(tài)信號線對地都存在最高80V的電壓。因此可以判斷，此干擾信號就是因不規(guī)范地敷設(shè)電纜而造成的，信號線和動(dòng)力線均沒有合理分開，因此導(dǎo)致電壓互相干擾。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，還有可能出現(xiàn)部分的模擬量顯示和現(xiàn)場實(shí)際的情況不符合的問題，有時(shí)誤差會非常明顯。通過對模擬量的信號線對地電壓進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，模擬量的新號端出現(xiàn)了干擾電壓，因此可以判斷，造成這一問題的原因是系統(tǒng)接地的問題[3]。由于整個(gè)的系統(tǒng)都缺乏專用的接地網(wǎng)絡(luò)，因此系統(tǒng)存在不共地的情況，因接地的混亂而造成對測量值形成干擾。因大地電位未均勻分布的問題，造成不同接地點(diǎn)存在著地時(shí)電位不同的情況，這種混亂會使電流在環(huán)路中流通，從而干擾了信號的組成。

3 結(jié)束語

綜上，西門子PLC系統(tǒng)是目前較為主流的可編程序控制系統(tǒng)，其受歡迎程度逐年增加。雖然實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)了諸多問題，但只要對此系統(tǒng)形成了充分的了解和認(rèn)識，就能夠?qū)Υ嬖诘墓收嫌卸猓Ｕ显O(shè)備正常運(yùn)行。

[1]余春燕.西門子PLC故障實(shí)例分析和處理探討[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(05):176-177.

[2]陳靖.圖爾克總線產(chǎn)品與西門子PLC的通訊故障處理[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2016(05):61.

[3]李劍.西門子PLC控制系統(tǒng)工作原理及常見故障分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(35).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.021