6ED1055-1MM00-0BA2 上海自动化科技有限公司

在制造工业中存在大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的-离散量的数据采集监视。
西门子PLC维修方法有哪些。由于这些控制和监视的要求，使PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。PLC厂家在原来CPU模板上逐渐增加了各种通讯接口，现场总线技术及以太网技术也同步发展，使PLC的应用范围越来越广泛。
PLC控制器本身的硬件采用积木式结构，有母板，数字I/O模板，模拟I/O模板，还有的定位模板，条形码识别模板等模块，用户可以根据需要采用在母板上扩展或者利用总线技术配备远程I/O从站的方法来得到想要的I/O数量。
PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。随着工业自动化水平的不断提升，PLC所占据的地位可以说功不可没，虽然PLC是专为工业应用而设计，硬件设计有高的安全性和稳定性，但是不乏一些自然原因和人为因素导致PLC损坏，不能正常使用。
PLC的价格少则几百，多则上万，所以从节省开支方面讲，PLC损坏后还是具有一定的维修价值。PLC的维修技术，不单是PLC硬件上的修复，还有PLC线路以及软件的相互配合，再者，PLC不像单片机那样，是单一的芯片，加上少量电路就能工作，修复相对简单。
PLC内部集成了CPU，存储器，I/O电路，通讯电路，开关电源等，是各部分协调工作，因此，单就PLC硬体上的维修，具有一定的学问。PLC型号众多，但内部大同小异，原理基本一样。今天我就以西门子S7-200PLC为例，谈谈PLC硬件维修的一些思路和方法，不但对工控初级维修有性的帮助,此文也对PLC初学者更好的理解PLC这门理论，有积的帮助。
CPU板为PLC中的核心部件，也是维修当中棘手的地方，CPU板出问题会导致PLC故障灯常亮，PLC不运行，现就CPU板各元件说明如下：1：CPU元件：即处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制**。
主要有运算器，控制器，寄存器以及实现它们之间联系的数据，控制及状态总线构成。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当可编程逻辑控制器投入运行时，先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
西门子PLCCPU芯片针脚多（200pin），主要有地址总线，数据总线，I/O引脚，及附属检测针脚与对应的芯片进行联系，CPU坏，可导致PLC报警（SF灯亮），也会导致PLC某些输入输出点不正常，通讯不上等故障现象。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。损坏原因主要有CPU供电电压高（导致内部短，某些针脚对地短路）CPU老化等，损坏后用手摸，有发烫的感觉。此种CPU针脚多，更换麻烦，并且市场不容易买到配件，可以用拆机件替换。
2：PLC系统中的存储器：PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据。PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器。（1）ROM即只读存储器，用于由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改，能够完成PLC设计者规定的各项工作。
实现指令解释，报警处理等，和PC机的BIOS差不多，系统程序质量的好坏很大程度上决定了PLC的性能。如果里面的数据丢失，或芯片损坏会引起不开机，报警现象。在平时的维修当中，ROM故障所占的比例也是很大的。
可以用编程器重刷固件程序（事先有备份），来解决此类问题。（2）用户存储器用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务采用PLC编程语言编写的各种用户程序。
持。
变压器本身烧了，也会碰到，只要铁芯还在的，重新根据匝数绕制就可以使用了。IGBT的驱动和测量判断IGBT是这样工作的，门G和发射E之间的电压大于一定的阀值电压时候，它就导通了。而当这个电压为零或者施加了反向电压时候，它会截止关电的，有点类似MOS之类的驱动，但是因为有结电容存在，它的导通是需要一定电流的，也就是驱动的功率会比MOS管大。
如果驱动电路上的阻容老化，或者光耦出现问题了，会导致驱动IGBT能力不足，而引起过电流之类的报警。IGBT的正常的正向导通电压是12-15伏，截止电压一般是-5到-9伏。而变频器属于桥式那种结构，下三个桥臂的IGBT因为射E是接到直流母线的负的，所以控制起来容易点。
而上三个桥臂的IGBT，射E是接到下三桥C上，这样电压比较高，因此驱动起来比较麻烦，往往需要有隔离电源和光耦之类来控制实现。考虑到寄生电容的影响，还有一些干扰问题，变频器的IGBT截止时候，都会在门上施加了反向负电压，这也是变频器开关电源为什么要输出±15伏隔离电源的根本原因。
如果这个电源工作不正常，IGBT导通也会出现问题的。因为IGBT都有保护二管，而它烧的时候，这个二管往往都会烧掉，可以简单用万用表的二管档或者*1电阻档来测量二管通断。如果要测量它的导通性能，可以在集电C和发射别加上万用表表笔的正负端，然后给门一个触发电压（可以用手指去碰一下万用正表笔和门），这时候表针会晃一下，停在某个位置，相当于导通了。
再给门一个复位0电压（手指碰万用表负表笔同时碰门），这时候表针会复位。西门子开关电源四种情况下的维修技巧1、开关电源始终无电压输出的原因开关电源始终无电压输出是指开关电源各输出端，在按电源开关开机后始终为0V，这种情况是由于开关电源未产生震荡所致。
开关电源未产生振荡的原因有：(1)开关管集电未得到足够的工作电压(2)开关管基未得到启动电压和相关电路漏电(3)开关管正反馈元件失效2、判断故障的方法和步骤检修这类故障的要任务是判断鼓障在上述三个部位中的哪个部位，具体方法是测开关管集电，基电压，可能有以下几种情况：(1)开关管集电电压为。
(2)开关管的基电压为0V(包括开机瞬间)这种情况说明启动电路对开关管基未提供启动(导通)电压，或基与发射之间相关元件击穿，应对启动电路和开关管发射及相关元件进行检查，若电压为0.6~0.7(包括开几瞬间)，说明启动电路和开关管发射元件正常，若在0.7V以上说明启动电路正常，但开关管发射。
(3)开关管具备导通条件：开关管基电压为0.6~0.7V，集电电压大于250V，说明开关管具备了工作条件，故障在正反馈电路，包括正反馈电阻，电容，续流二管及开关变压器正反馈绕组及其之间的连接应制板。
1、瞬间电压输出故障原因这种故障在按下启动开关的瞬间，开关电源某个或各个输出端电压有一个小的电压输出，然后降为0V，这种情况说明开关电源在加电的初始产生了振荡，但后由于过压，过流保护引起停振，或开关机接口电路加电初始为开机状态，但随CPU清零的结束而转入待机状态，引发这种情况的原因有：(1)开关电源。
进一步证实的方法是测开关电源100UF/400V电容关机后的电压，若300V之后慢慢下降，则说明开关电源未产生振荡。对正反馈电路中的电解电容直接更换目前开关电源的正反馈电路中的振荡电容有两种，一是0。016UF0。
（2）更换脉宽调制电路工作电压形成中的电解电容在手中无交流调压器的情况下，对于过压保护故障，为了安全起见可先更换脉宽调制电路工作电压形成电路中的易损件，即滤波电容（几微法到100UF不等的电解电容），看开关电源是否恢复正常。

PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。
I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。
I/O接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口，其基本原理电路如图3所示。
图3开关量输入接口a）直流输入b）交流输入c）交/直流输入常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出，其基本原理电路如图4所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
图4开关量输出接口a）继电器输出b）晶体管输出c）晶闸管输出PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/输出（I/O）点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。
4．通信接口PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与监视器连接，可将控制过程图像显示出来；与其它PLC连接，可组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制。
与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。5．智能接口模块智能接口模块是一立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。
它作为PLC系统的一个模块，通过总线与PLC相连，进行数据交换，并在PLC的协调管理下立地进行工作。PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。6．编程装置编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。
它是开发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是编程器，也可以是配有编程软件包的通用计算机系统。编程器是由PLC厂家生产，该厂家生产的某些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。
编程器有简易编程器和智能编程器两类。简易型编程器只能联机编程，而且不能直接输入和编辑梯形图程序，需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜，它可以直接插在PLC的编程插座上，或者用电缆与PLC相连，以方便编程和调试。
有些简易编程器带有存储盒，可用来储存用户程序，如三菱的FX-20P-E简易编程器。智能编程器又称图形编程器，本质上它是一台便携式计算机，如三菱的GP-80FX-E智能型编程器。它既可联机编程，又可脱机编程。
可直接输入和编辑梯形图程序，使用更加直观、方便，但价格较高，操作也比较复杂。大多数智能编程器带有磁盘驱动器，提供录音机接口和打印机接口。编程器只能对厂家的几种PLC进行编程，使用范围有限，价格较高。
同时，由于PLC产品不新换代，所以编程器的生命周期也十分有限。因此，现在的趋势是使用以个人计算机为基础的编程装置，用户只要购买PLC厂家提供的编程软件和相应的硬件接口装置。这样，用户只用较少的投资即可得到高性能的PLC程序开发系统。
基于个人计算机的程序开发系统功能强大。它既可以编制、修改PLC的梯形图程序，又可以监视系统运行、打印文件、系统仿真等。配上相应的软件还可实现数据采集和分析等许多功能。7.电源PLC配有开关电源，以供内部电路使用。
与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。对电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。许LC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。8.其它外部设备除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。

如果一定说要知道一些理论知识，讲白了就是明白变频器是如何工作的，变频器需要调整那类型参数以及如何接线，开关电源电路的原理，IGBT是如何驱动和判断好坏的，单片机工作机理等，这些也是一个普通需要掌握的基本概念变频器是这样工作的先把电网工频交流变成直流，滤波稳压后，再通过6个IGBT管子，通过。
西门子变频器维修的理论知识都有哪些。变频器维修，归根结底也是一种电子电路的维修，并不需要太高深的理论，动手能力是位的，如果你没有电子维修的动手能力，学再多理论也无法修好变频器。IGBT管可以看成一种的三管，它只是工作在开关状态，并不会工作在放大区域。
也就是说它在变频器里边，只会有通和断两种状态，导通时候压降越低越好，截止时候阻抗越高越好。整个变频器工作的过程，都会围绕着6个IGBT管的导通或者截止而进行的，而且基本上是轮流平衡的工作方式。既然IGBT管只会导通或者截止，所以到了电机这头，UVW端的电压波形就不是什么真正的正弦波，而是一系列脉宽可调的方波，如果使用示波器是可以观察到这些方波的工作是否存在一些异常或者畸变的。
用万用表测量两两之间，电压也应该是一致的，否则就可以判断输出不平衡了，可能某个IGBT管子坏了，或者它的驱动电路有问题。既然存在整流，整流桥一般就会有二管或者可控硅之类的器件，如果它们烧了一组，母线的直流母线的电压就不会是535伏，所以测量母线电压就可以知道这些原件是否正常。
母线的电容也是容易出问题的，因为电解电容都有一定的寿命，如果坏了，它会鼓起来甚至爆裂，当然也可以通过电容表测量容量来判断的。而且如果电容容量下降，可能会出现瞬间加速或者减速时候电压波动而出现过电压或者过电流的报警故障。
变频器该如何调试和接线维修变频器过程中，往往需要测试一下是否自己已经修复了，有些是在公司感觉修好了，但是到了现场却不正常，这些都需要一些调试和接线经验才可以帮客户解决问题。变频器主回路接线比较简单，就是三相输入RST进来，三相输出UVW接电机，相信没有正常的人会接错，因为太简单了。
但是现场的另外一些情况也会让一些阴沟里边翻船，比如线耳氧化了接触不良，可能会造成欠电或者三相不平衡，电机绝缘不好可能会继续造成已经修复的变频器二次损坏，因此重新装上变频器运行前都要仔细考虑到这些细节，这些也许是电机拖动和电动学的一些基本理论知识了。
至于控制回路，不同产品会有一定差异，但是一般都是端子控制居多，只要接进去一个开关量到启动端口，正常的变频器就会启动，而给一个0-10伏模拟量到转速端口，变频器会输出不同频率的电压给电机工作。如果维修时候你更改了人家的启动和转速控制方式为面板模式了，到现场要记得改回来了。
不要动不动就让参数恢复到出厂值，如果真要这样做，必须要了解人家变频器用在什么场合的，如果是一些欧系的变频器，里边会有内置的PLC功能，这些逻辑比较复杂，需要逐个把重要参数备份了才可以恢复出厂值，否则到时调整不回来了，你即使修复了硬件，也无法向客户交差。
开关电源变频器一般都是UC384X之类的芯片控制的开关电源，有5伏，3.3伏，±15伏，24伏等，这类开关电源的机理，实际上和变频器工作机理反而有点类似，也是把交流变成直流，通过开关管控制变压器，输出想要的电压值，再整流稳压后变成对应的直流电压。

技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；（2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；（3）选定PLC的型号；（4）编制PLC的输入/输出分配表或绘制输入/输出端子接线图；（5）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；（6）了解并。
2．系统设计的基本步骤可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，1可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求a．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。
二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤1．系统设计的主要内容（1）拟定控制系统设计的技术条件。b．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。
（2）确定I/O设备根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。（3）选择合适的PLC类型根据已确定的用户/O设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC类型，包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。
（4）分配I/O点分配PLC的输入输出点，编制出输入/输出分配表或者画出输入/输出端子的接线图。接着九可以进行PLC程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。（5）设计应用系统梯形图程序根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。
这一步是整个应用系统设计的核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。（6）将程序输入PLC当使用简易编程器将程序输入PLC时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。
当使用可编程序控制器的编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC中去。（7）进行软件测试程序输入PLC后，应行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将PLC连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。
（8）应用系统整体调试在PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可行分段调试，然后再连接起来总调。
调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。（9）编制技术文件系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图。三、PLC硬件系统设计1．PLC型号的选择在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用PLC进行控制。
在控制系统逻辑关系较复杂（需要大量中间继电器、时间继电器、计数器等）、工艺流程和产品改型较频繁、需要进行数据处理和信息管理（有数据运算、模拟量的控制、PID调节等）、系统要求有较高的可靠性和稳定性、准备实现工厂自动化联网等情况下，使用PLC控制是很必要的。
CPU既要具备访问这些内存的能力，还应提供相应的存储介质。用户内存大小与可存储的用户程序量有关。内存大，可存储的程序量大，也就可进行更为复杂的控制。从发展趋势看，内存容量总是在不断着。大型PLC的内存容量可达几十k，以至于一百多k。
系统内存对于用户，主要体现在PLC能提供多少内部器件。不同的内部器件占据系统内存的不同区域。在物理上并无这些器件，仅仅为RAM。但通过运行程序进行使用时，给使用者提供的却实实在在有这些器件。内存器件种类越多，数量越多，越便于PLC进行种种逻辑量及模拟控制。
它也是代表PLC性能的重要指标。PLC内部器件有：I/O继电器，或称映射区。它与PLC所能控制的I/O点数及模拟量的路数直接相关。内部继电器数，有的称为标志位数，代表着PLC的内部继电器数。它与I/O继电器区相联系着，有时与后者相联系进行处理。
内部继电器多，便于PLC建立复杂的时序关系，以实现多种多样的控制要求。一般讲，内部继电器数比I/O继电器要多得多。有的内部继电器还可丢电保持，即它的状态（ON或OFF）、PLC丢电后，靠内部电池仍予以保持。
再上电后可继续丢电前的状态。保持继电器可增强PLC控制能力，特别对记录故障，故障排除后恢复运行，更显得有用。定时器，可进行定时控制。定时值可任意设定。定时器有多少，设定范围有多大，设定值的分辨率又是多少，这些都代表定时器件的性能。
计数器，可进行计数，到达某设定计数值可发送相应信号。可进行什么样的计数，计数范围多大，怎么设定，有多少计数器，则是PLC计数器性能的代表指标。数据存储区，用以存储工作数据。多以字、两字或多字为单位予以使用，是PLC进行模拟量控制，或记录数据所必不可少的。
这个存储区的大小代表PLC的性能也是越大越好。趋势也是越来越大。小型机也如此。如日本OMRON公司的CQM1机，其DM区就有6k字。而过去同是小型机的C60P的DM区才64个字。大型机的DM可达10K以至几十K。
此外还有其它一些内部器件，了解某PLC性能时，也都必须掌握它。内部器件也是PLC指令的操作数，不弄清楚是无法编程的。5指令系统PLC有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么编程，没有程序，PLC又怎么工作。
PLC的指令越来越多，越来越丰富。功能很强的指令，综合多种作用的指令日见增多。PLC的指令繁多，但主要的有这么几种类型：基本逻辑指令，用于处理逻辑关系，以实现逻辑控制。这类指令不管什么样的PLC都总是有的。
数据处理指令，用于处理数据，如译码，编码，传送、移位等等。数据运算指令，用于进数据的运算，如十、一、X、/等，可进行整形数计算，有的还可浮点数运算；也可进行逻辑量运算，等等。流程控制指令，用以控制程序运行流程。
PLC的用户程序一般是从零地址的指令开始执行，按顺序推进。但遇到流程控制指令也可作相应改变。流程控制指令也较多，运用得好，可使程序简练，并便于调试与阅读。状态指令，用以监视及记录PLC及其控制系统的工作状态，对提高PLC控制系统的工作可靠性大有帮助。
当然，并不是所有的PLC都有上述那么多类的指令，也不是有的PLC仅有上述几类指令。以上只是指出几个例子，说明要从哪几个方面了解PLC指令，从中也可大致看出指令的多少及功能将怎样影响PLC的性能。除了指令，为进行通讯，PLC还有相应的协议与通讯指令或命令，这些也反映了PLC的性能。
6支持软件为了便于编制PLC程序，多数PLC厂家都开发有关计算机支持软件。从本质上讲，PLC所能识别的只是机器语言。它之所以能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，以至语言，全靠为使用这些语言而开发的种种软件。
助记符语言是基本也是简单的PLC语言。它类似计算机的汇编语言，PLC的指令系统就是用这种语言表达的。这种语言仅使用文字符号，所使用的编程工具简单，用简易编程器即可。所以，多数PLC都配备有这种语言。梯形图语言是图形语言，它用类似于继电器电路图的符号表达PLC实现控制的逻辑关系。
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