1、S7-400可編程控制器檢維修規(guī)程1 主題內(nèi)容及適用范圍本規(guī)程規(guī)定了SIEMENS公司S7-400系列可編程序控制器運(yùn)行狀態(tài)維護(hù)檢修的具體要求。本規(guī)程適用于S7-400系列可編程序控制器的運(yùn)行維護(hù)檢修。2 引用標(biāo)準(zhǔn)JHBM104.014吉林石化公司自動(dòng)化儀表管理辦法SIEMENS公司S7-400系列可編程序控制器的相關(guān)技術(shù)資料3 編制本規(guī)程目的為了加強(qiáng)S7-400可編程序控制器的巡檢、運(yùn)行、維護(hù)、檢修管理，為專業(yè)人員提供工作指南，增強(qiáng)工作可靠性、針對(duì)性，特制定本規(guī)程。4 概述4.1 系統(tǒng)概述S7-400可編程控制器采用模塊化設(shè)計(jì)，不同模塊可靈活組合。一個(gè)系統(tǒng)可包括：·電源模件（PS）

2、：將S7-400連接到120/230V AC或24VDC電源上。·中央處理單元（CPU）：有多種CPU可供用戶選擇，有些帶有內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口。·數(shù)字量輸入和輸出（DI/DO）和模擬量輸入和輸出（AI/AO）的信號(hào)模件（SM）。·通訊處理器（CP）：實(shí)現(xiàn)總線連接和點(diǎn)到點(diǎn)連接。·功能模件（FM）：專門用于計(jì)數(shù)、定位、凸輪等控制任務(wù)。·通訊能力包括以太網(wǎng)（ETHERNET）總線、PROFIBUS總線、MPI總線、AS-i總線。說明：ET200M為分布式I/O。4.2 環(huán)境技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)系統(tǒng)供電要求·標(biāo)稱電壓：120/230V

3、AC；允許范圍：85132V AC/170264V AC。·標(biāo)稱頻率：50/60Hz；允許范圍：4763Hz。 對(duì)接地要求·主參考地接地電阻：5。·本安系統(tǒng)接地：10。·AC安全接地：100。·主參考接地要求單點(diǎn)接地：各個(gè)接地棒之間的距離要求大于3m；接地線徑要求大于5.2mm。 環(huán)境條件4.2.3.1 S7-400系統(tǒng)模板對(duì)脈沖狀干擾的EMC響應(yīng)見表1。4.2.3.2 S7-400系統(tǒng)模板對(duì)正弦干擾的響應(yīng)見表2。4.2.3.3 運(yùn)行環(huán)境的氣候條件見表3。表1 S7-400系統(tǒng)模板對(duì)脈沖狀干擾的EMC響應(yīng)序號(hào)脈沖狀干擾試驗(yàn)電壓相當(dāng)于嚴(yán)重性等級(jí)1

4、按IEC 1000-4-2的靜電放電對(duì)空氣放電：±8kv接觸放電：±6kv32脈沖串（IEC 1000-4-4的快速瞬時(shí)干擾）2kv（電源線）2kv（信號(hào)線3m）1kv（信號(hào)線3m）33按IEC 1000-4-5的高能信號(hào)脈沖（浪涌）·不對(duì)稱耦合·對(duì)稱耦合2kv（供電線）直流電壓有保護(hù)元件2kv（信號(hào)線/數(shù)據(jù)線）僅3m，可能有保護(hù)元件1kv（供電線）直流電壓有保護(hù)元件1kv（信號(hào)線）僅3m，可能有保護(hù)元件3表2 S7-400系統(tǒng)模板對(duì)正弦干擾的響應(yīng)序號(hào)正弦干擾試驗(yàn)電壓相當(dāng)于嚴(yán)重性等級(jí)1按ENV 50140的高頻干擾（電磁場(chǎng)）按ENV 5024010V/m

5、，有在80100MHz范圍的80%幅值調(diào)節(jié)10V/m，有900MHz的50%脈沖調(diào)制32按ENV 50141，在電纜和電纜屏蔽上的高頻干擾試驗(yàn)電壓10V，有在89MHz范圍內(nèi)的80%脈沖調(diào)制3表3 S7-400系統(tǒng)模板對(duì)正弦干擾的響應(yīng)序號(hào)內(nèi)容允許范圍備注1溫度0602溫度變化最大10/h3相對(duì)濕度最大95%，25無凝結(jié)5 日常維護(hù)與檢查5.1 日常維護(hù)日常維護(hù)項(xiàng)目是每天巡檢必須檢查的內(nèi)容。其內(nèi)容如下： 系統(tǒng)安置場(chǎng)所的溫度和濕度等運(yùn)行環(huán)境條件是否在規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi)，即溫度控制在1825之間，相對(duì)濕度控制在45%65%之間。 打印機(jī)的工作狀態(tài)，包括打印機(jī)是否正常工作、打印是否清晰，及時(shí)補(bǔ)充打印

6、紙、更換墨盒或色帶。 檢查報(bào)警記錄是否有系統(tǒng)報(bào)警，如發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)報(bào)警，要及時(shí)做相應(yīng)處理。 機(jī)房衛(wèi)生清掃。 對(duì)每個(gè)站、機(jī)柜進(jìn)行日常點(diǎn)檢和維護(hù)。5.1.5.1 操作員站、工程師站a. 檢查畫面調(diào)用是否正常。 b. 數(shù)據(jù)顯示是否正常。 c. 歷史記錄定期清理，一般為半年一次。 d. 檢查軟驅(qū)、光驅(qū)工作是否正常。 e. 檢查主機(jī)的前板風(fēng)扇、電源風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，在粉塵較多的環(huán)境下運(yùn)行的主機(jī)要有風(fēng)扇備件。 f. 每月進(jìn)行風(fēng)扇和濾網(wǎng)清潔。 g. 每月進(jìn)行顯示器、機(jī)箱清潔。5.1.5.2 機(jī)柜 a. 檢查各模板工作是否正常（主要根據(jù)指示燈進(jìn)行判斷）。b. 檢查機(jī)柜風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。5.2 定期檢查項(xiàng)目 交流電

7、源電壓穩(wěn)定度 檢查內(nèi)容：a. 測(cè)量加在PLC上的電壓是否為額定值。b. 電源電壓是否出現(xiàn)頻繁急劇的變化。檢查標(biāo)準(zhǔn)：² 電源電壓必須在工作電壓范圍內(nèi)。² 電源電壓波動(dòng)必須在允許范圍內(nèi)。 工作環(huán)境溫度、濕度震動(dòng)、灰塵 檢查內(nèi)容：檢查溫度和濕度是否在相應(yīng)的變化范圍內(nèi)？當(dāng)PLC安裝在儀表板上時(shí)，儀表上的溫度可以認(rèn)為是PLC的環(huán)境溫度。 檢查標(biāo)準(zhǔn)：溫度055相對(duì)濕度85%以下振幅小于0.5mm（1055Hz）無大量灰塵、鹽分和鐵屑。 安裝條件 檢查內(nèi)容：a. 基本單元和擴(kuò)展單元是否安裝牢固？b. 基本單元和擴(kuò)展單元的聯(lián)接電纜是否完全插好？c. 接線螺釘是否松動(dòng)？d. 外部接線是否損壞

8、？ 檢查標(biāo)準(zhǔn)：² 安裝螺釘必須上緊。² 聯(lián)接電纜不能松動(dòng)。² 聯(lián)接螺釘不能松動(dòng)。² 外部接線不能有任何外觀異常 。 使用壽命檢查內(nèi)容：a. 鋰電池電壓是否降低？b. 繼電器輸出觸點(diǎn)。檢查標(biāo)準(zhǔn)：² 鋰電池工作5年左右。² 繼電器輸出觸點(diǎn)壽命300萬次（35V以上）。6 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)6.1 電源單元（ PS407）表4 電源單元（PS407）運(yùn)行狀態(tài)卡件型號(hào)狀態(tài)燈正常狀態(tài)PS407INTF不亮BAF不亮BATT1F不亮BATT2F不亮DC 5V綠色DC 24V綠色6.2 中央處理單元（ CPU417-4H）表5 中央處理單元（CPU417

9、-4H）運(yùn)行狀態(tài)卡件型號(hào)狀態(tài)燈正常狀態(tài)CPU417-4HINTF不亮EXTF不亮BUS1F不亮BUS2F不亮IFM1F不亮IFM2F不亮FRCE不亮RUN綠色STOP不亮REDF不亮MSTR主卡橙色/備卡不亮RACK0主卡橙色/備卡不亮RACK1主卡不亮/備卡橙色6.3 通訊單元（CP443-1）表6 通訊處理器（CP443-1）運(yùn)行狀態(tài)卡件型號(hào)狀態(tài)燈正常狀態(tài)CP443-1INTF不亮EXTF不亮FDX綠色LINK綠色TXD綠色RXD綠色FAST綠色RUN綠色STOP不亮6.4 I/O單元(SM331/2)表7 SM331/2運(yùn)行狀態(tài)卡件型號(hào)狀態(tài)燈正常狀態(tài)SM331SF不亮SM332SF不亮6

10、.5 ET200M（IM153-2）表5 ET200M（IM153-2）運(yùn)行狀態(tài)卡件型號(hào)狀態(tài)燈正常狀態(tài)IM153-2SF不亮BF不亮ACT主卡橙色/備卡不亮ON綠色7 在線診斷與測(cè)試7.1 在線診斷測(cè)試方法及步驟在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)中，PLC的有關(guān)狀態(tài)將被監(jiān)視。SITOP電源當(dāng)有任意1個(gè)電源因非人為因素掉電，OS站或ES站會(huì)有報(bào)警并被記錄。S7-400系統(tǒng)DP網(wǎng)絡(luò)故障、S7-400系統(tǒng)本身發(fā)生系統(tǒng)故障、具備自檢能力的AI模板的故障等將被記錄和報(bào)警。通過Step7的在線檢測(cè)功能，也可以查詢PLC的狀態(tài)和診斷信息。 在線診斷的方法a. 進(jìn)入Step7的編輯器SIMATIC Manager。b. 打開本系

11、統(tǒng)的項(xiàng)目組態(tài)程序。c. 用鼠標(biāo)選中SIMATIC H1CPU 417H，在選中PLC module information，在彈出的對(duì)話框中選中diagnose buff，從中可查詢CPU的狀態(tài)。當(dāng)出錯(cuò)時(shí)則可查出錯(cuò)點(diǎn)及原因，也可得到相應(yīng)的解決方法。d. 在上述PLC菜單中還可以診斷硬件、切換操作模式，清除內(nèi)存，監(jiān)視或強(qiáng)制參數(shù)等功能。7.1.2 診斷檢查內(nèi)容a. 檢查在線程序系統(tǒng)未來狀況。b. 檢查各模件的運(yùn)行狀況。c. 檢查通訊網(wǎng)絡(luò)的狀況。7.2 故障處理7.2.1 電池故障：CPU上兩個(gè)電池均處在監(jiān)視狀態(tài)，備用電池故障燈亮。可能原因：電池未裝；電池電壓低（電量不足）。處理方法：更換電池。更換

12、電池步驟：在系統(tǒng)通電時(shí)更換，否則會(huì)丟失用戶存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)。更換時(shí)打開電源蓋，用帶子把舊的后備電池從電池盒中拉出，插入新電池，插入時(shí)注意電池的極性。 “BATT INDIC”開關(guān)用于設(shè)置被監(jiān)視的電源模塊和電池的特征。“BAT”位置為單寬度電源模塊（只占一個(gè)槽位），“1BAT”位置用于雙寬度或3寬度電源模塊和一個(gè)電池，“2BAT”位置用于雙寬度或3寬度電源模塊和兩個(gè)電池。最后應(yīng)該按FMR按鈕以清除錯(cuò)誤信息，然后蓋上電源模塊的前蓋。7.2.2 PS故障燈亮可能原因：a. 接受的電壓超限。b. 短路。c. 輸出電壓不穩(wěn)定。d. 模板損壞。處理方法：根據(jù)上述可能原因排查，如須更換電源模板，先關(guān)閉故

13、障模板的電源開關(guān)、更換卡件，再恢復(fù)供電。7.2.3 PLC非正常停機(jī)a. PLC處在STOP狀態(tài)、紅燈亮可能原因：相當(dāng)數(shù)量的卡件掉電，CPU運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)期被硬件中斷占用和，超出CPU中設(shè)定的WatchDog時(shí)間。處理方法：調(diào)整CPU中的時(shí)間。b. PLC處在STOP狀態(tài)，所有燈在閃爍可能原因：有通訊卡件的接口松動(dòng)。處理方法：檢查卡件接口重新啟動(dòng)CPU，如不行，清內(nèi)存并重新下載硬件、軟件并重新啟動(dòng)CPU。7.2.4 PLC無法進(jìn)入冗余狀態(tài)7.2.4.1 同步模塊故障燈亮，REDF燈亮，S7-400H系統(tǒng)處在單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。可能原因：a. 未安裝同步模塊。b. 用于連接的同步模塊的光纜未接或斷線。c.

14、 光纜連接有問題，如沒有將同步模塊的上口連上口，下口連下口。d. 同步模塊的前蓋板沒有緊固，同步模塊未工作。e. S7-400系統(tǒng)中的一子系統(tǒng)故障或掉電。處理方法：殷實(shí)上述可能原因進(jìn)行排查，如須更換同步模塊，按以下步驟：a. 先去除同步模塊上光纜。b. 將standby的CPU切至RUN。c. 從standby的CPU上拔出同步模塊。d. 再插入新的同步模塊。e. 再啟動(dòng)standby的CPU。f. 若在第e步中，standby的CPU處在STOP狀態(tài)，則拔除master上的同步模塊。g. 將新的同步模塊插入CPU。h. 啟動(dòng)standby的CPU。7.2.4.2 初始狀態(tài)：S7-400系統(tǒng)處

15、于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，試圖將另一子系統(tǒng)切至RUN并進(jìn)入冗余模式。在將鑰匙開關(guān)切至RUN時(shí)，REDF的指示燈未閃爍。數(shù)秒后，系統(tǒng)未進(jìn)入冗余模式。可能原因：ES站正處在在線監(jiān)視或修改狀態(tài)，如modify and monitor被打開并處于在線連接狀態(tài)。處理方法：ES站退出在線連接狀態(tài)，重新嘗試切換PLC系統(tǒng)運(yùn)行模式。7.2.5 模塊故障模塊故障報(bào)警，CPU上內(nèi)部故障燈亮，模塊所在的ET200上的系統(tǒng)故障燈亮。模塊的故障燈亮。可能原因：模塊損壞、掉電或檢測(cè)到故障。處理方法：更換模塊（帶電拔出模塊，去除連線，更換新的模塊）。更換步驟：a. 切斷框架電源.b. 切斷I/O系統(tǒng)的電源。c. 拆下I/O模塊上的接

16、線。d. 視模塊的類型，拆去I/O接線端的現(xiàn)場(chǎng)接線或卸下可拆式接線插座，并將每根線貼上標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)標(biāo)記。e. 向中間擠壓I/O模塊的上下彈性鎖扣，使它們脫出卡口。f. 垂直向上拔出I/O模塊。g. 插入擬換裝的I/O模塊。h. 將I/O模塊的緊固扣鎖進(jìn)卡口。i 按記錄標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)標(biāo)記連接I/O模塊的接線。g. 接通框架電源和I/O模塊系統(tǒng)的電源。 k. 調(diào)試I/O模塊，確認(rèn)其功能正常。7.2.6 DP網(wǎng)絡(luò)故障CPU的DP總線故障紅燈常亮或閃爍，相關(guān)ET200的DP故障燈亮。CPU無法進(jìn)入RUN模式。可能原因：a. ET200站間有終端電阻（位于總線連接頭上）被接上。b. 總線連接頭上的終端電阻未接

17、上。c. ET200站地址被改動(dòng)，與硬件組態(tài)不同。處理方法：按述可能原因進(jìn)行排查，并做相應(yīng)處理。7.2.7 WinCC及通訊故障7.2.7.1 在WinCC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)提示，告知無授權(quán)。可能原因：有授權(quán)未安裝（OS站需要如下授權(quán)：WinCC授權(quán)、S7-5412授權(quán)、Redconnect的授權(quán)）。處理方法：安裝授權(quán)。7.2.7.2 WinCC無法取到數(shù)據(jù)可能原因：a. 通訊中斷。b. CP5412損壞。處理方法：檢測(cè)CP5412，在set PG/Pcnterface中的CP屬性中測(cè)試CP工作狀態(tài)。若CP完好，在CP診斷中檢測(cè)網(wǎng)路狀況。c. WinCC運(yùn)行出錯(cuò)。7.2.7.3 WinCC無

18、法打開項(xiàng)目文件。可能原因：a. 項(xiàng)目文件受損。b. Sybase數(shù)據(jù)庫(kù)受損。c. 硬盤容量太小。處理方法：a. 用備份文件恢復(fù)。b. 檢查硬盤容量，刪除臨時(shí)文件。c. 勿擅自對(duì)硬盤進(jìn)行格式化、磁盤優(yōu)化或磁盤整理工作，否則可能造成授權(quán)丟失。7.2.7.4 網(wǎng)絡(luò)通訊中斷。可能原因：a. PLC上的CP切至STOP模式。b. PROFIBUS電纜斷線。c. PROFIBUS電纜斷線連接頭的終端電阻被接上。d. 相關(guān)OLM掉電。e. 光纜斷線。處理方法：按上述可能原因進(jìn)行排查，并做相應(yīng)處理。7.2.8 狀態(tài)量信號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)不符可能原因：a.掉線。b.相關(guān)保險(xiǎn)絲熔斷。處理方法：a. 更換保險(xiǎn)絲。b. 檢查線

19、路的絕緣性。7.2.9 DO隔離繼電器不動(dòng)作可能原因：a. DO模件無輸出，模件通道壞或模件電源不正常。b. 繼電器公用線電壓不能或掉線。c. 繼電器壞。處理方法：按上述可能原因排查，并做相應(yīng)處理。8 系統(tǒng)投運(yùn)與停運(yùn)8.1 系統(tǒng)投運(yùn)步驟8.1.1 日常投運(yùn)檢修后，確認(rèn)系統(tǒng)的所有連接準(zhǔn)確無誤后，對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行上電，直到卡件指示燈顯示正常。 大修后投運(yùn)系統(tǒng)啟動(dòng)步驟如下：a. 供電·開啟電源裝置（包括投UPS、STOP電源開關(guān)）。·合上控制繼電器電源的空氣開關(guān)。·合上所有DC回路的空氣開關(guān)。·合上所有PLC的PS電源開關(guān)。·合上為ET200供電的空氣

20、開關(guān)。b. 當(dāng)PLC自檢完畢后，S7-400應(yīng)處于以下狀態(tài)：·DC供電正常：綠燈。·備用電池電壓正常：綠燈。·所有的PLC均處在STOP模式：黃燈。·電源先被打開的S7-400CPU為Master：Master為黃燈。·CPU未在同步模式：RED燈為紅燈。·所有的ET200IM153-2的DP燈為黃燈，且與CPU的主從關(guān)系一致。c. 啟動(dòng)PLC·將處于Master狀態(tài)的子站的鑰匙開關(guān)從STOP切至RUN模式。·數(shù)秒鐘后將處于Slave的子站從STOP切至RUN模式。·2個(gè)CPU的RUN指示燈為綠燈，表示啟

21、動(dòng)成功。d. 建立通訊將通訊模件CP443-1切至RUN模式。e. 啟動(dòng)操作員站或工程師站·接通PC機(jī)電源，開機(jī)進(jìn)入Windows 2000，進(jìn)入Wincc，激活Wincc，使其進(jìn)入RUNTIME模式。與PLC建立通訊。至此整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)行。8.2 系統(tǒng)停運(yùn)步驟當(dāng)確認(rèn)控制系統(tǒng)已具備檢修的條件，工藝操作人員同意將PLC系統(tǒng)操作權(quán)全部交出后，按照正確方法退出監(jiān)控程序，退出操作系統(tǒng)，并關(guān)機(jī)。然后先關(guān)閉分電源開關(guān)，先關(guān)閉總電源開關(guān)。9 檢修9.1 檢修準(zhǔn)備 主要項(xiàng)目a. 徹底清潔室內(nèi)衛(wèi)生，清潔插件板和機(jī)柜，清潔主機(jī)箱。b. 接地檢查，接地電阻符合設(shè)計(jì)規(guī)定接地要求。c. 系統(tǒng)電源檢查。d. 網(wǎng)

22、絡(luò)檢查。e. 各模件檢查。f. 各I/O點(diǎn)接線正確，模擬量、數(shù)字量輸入/輸出正確。g. 控制邏輯正確。h. 冗余系統(tǒng)切換檢查。 大修前的準(zhǔn)備工作a. 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線檢查。b. 檢查統(tǒng)計(jì)缺陷。c.備份系統(tǒng)文件，包括STEP7的項(xiàng)目文件、Wincc的組態(tài)文件（畫面、數(shù)據(jù)庫(kù)等），具體方法見。d. 制定大檢修計(jì)劃任務(wù)書、PLC系統(tǒng)檢修記錄。e. 準(zhǔn)備系統(tǒng)資料、接線圖紙、材料、備件等。9.2 檢修工藝與方法 清潔工作系統(tǒng)全部停電后，認(rèn)真做好機(jī)房、控制室內(nèi)的系統(tǒng)部件的清潔工作，主要完成下列項(xiàng)目：a. 清除工控機(jī)及模件上的灰塵及接插頭部分的灰塵。b. 拆除硬盤，軟盤驅(qū)動(dòng)器，小心打開前蓋及外殼，仔細(xì)清除灰塵。c. 清除機(jī)箱內(nèi)部的灰塵及表面污跡。d. 清除操作臺(tái)的灰塵及污跡。e.