西门子S7-200系列PLC检修规程

显示全部楼层 · 2024-3-28 09:57:51

第一章主要技术参数

一、使用范围

该检修规程适用于西门子S7-200系列PLC。

二、主要部件技术指标

1、CPU 224系列

该控制器具有较强控制能力，集成14点输入/10点输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可整体拆卸。

2、CPU 226系列

该控制器集成24点输入/16点输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可整体拆卸。该控制器主要用于有较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。

3、设备参数及特点

4、硬件介绍

5、
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安装方式

6、该规程涉及使用范围

三、系统结构

四、系统原理：

第二章检修周期及检修定频

检修类别	序号	检修内容	周期	定额	备注
小修	1	更换备用CPU	不定	1小时
	2	更换I/O卡	不定	1小时
	3	更换通讯电缆	不定	1小时
	4	更换操作站	不定	4小时
	5	更换机柜照明	不定	1小时
	6	更换机柜风扇	不定	1小时
大修	7	程序备份	36个月	1小时
	8	系统停电	36个月	1小时
	9	下电检修	36个月	72小时
	10	系统上电检测	36个月	1小时
	11	程序修改及调试	36个月	24小时
	12	系统软件、历史数据备份	36个月	2小时
	13	资料整理、归档	36个月	1小时

第三章检修内容

一、小修检修内容

（一）更换备用CPU

1、与工艺做好沟通，办理合格的作业票证，工艺生产监视控制完全脱离自控系统，完全在手动状态下，最好是停车状态下更换。

2、穿戴好绝缘鞋、防静电手套等劳保用品

3、从底板拔出故障的CPU，将新的CPU插入。

4、通过操作站或者编程器将正确的WINCC工程文件传入新CPU中。

5、确认CPU运行正常，投入使用

（二）更换I/O卡件

1、与工艺做好沟通，办理合格的作业票证，做好突发状况的停车准备

2、穿戴好绝缘鞋、防静电手套等劳保用品

3、从底板拔出故障的I/O卡件，将新的I/O卡件插入，等待I/O卡件同步完成

4、确认I/O卡件运行正常，投入使用

（三）更换通讯电缆

1、与工艺做好沟通，办理合格的作业票证，做好突发状况的停车准备

2、穿戴好绝缘鞋、防静电手套等劳保用品

3、拆卸有问题的通讯电缆，将新的通讯电缆插入相应的通讯接口

4、确认通讯状态正常，投入使用

（四）更换操作站

1、与工艺做好沟通，交出故障的操作站

2、切断故障的操作站电源，移除故障的操作站

3、将新的操作站装入操作台，重新上电，确认操作站状态正常

4、用光盘或U盘将相应的程序软件装入新的操作站，并进行相应的配置

5、确认各项配置均正常，操作站投入使用

（五）更换机柜照明

1、穿戴好绝缘鞋、防静电手套等劳保用品

2、切除机柜照明电源

3、将故障的照明拆下，换上新的照明

4、确认照明正常，投入使用

（六）更换机柜风扇

1、穿戴好绝缘鞋、防静电手套等劳保用品

2、切除机柜风扇电源

3、将故障的风扇拆下，换上新的风扇

4、确认风扇正常工作，投入使用

二、大修检修内容

（一）程序备份:

检修前，对重要数据及程序进行备份，防止出现意外丢失程序，备份步骤如下：

1、组态软件WINCC

2、备份WINCC软件工程文件

3、备触摸屏软件工程文件

（二）停电检修:

系统下电时根据系统停电步骤进行，停电后方进行停电检修工作。

下电检修内容如下：

1、对PLC主机系统做彻底的清洁工作。包括机柜内部（机架、CPU、卡件、电源、接线端子、按钮、24V电源、继电器）等部件的灰尘清理。

2、检查卡件、接线板、接线端子、电缆有无损伤、并做好线路紧固工作，确保线路可靠连接。检查标记是否完整清晰、缺少，应及时补齐标记。

3、对消耗品及性能不良的设备进行更换。更换空气过滤网；

4、拆下将要清扫的检修部件的接线，小心地按次序拔出卡件。

5、清除卡件上的灰尘，吸不掉的污物用中性清洗剂清洗，清洗后的卡件要依次整齐地放置在干燥通风处，并做好标记。

6、卡件的回装。所有卡件、部件清洗检修后，核对标记无误后再按次序将拆下的卡件、部件回装到原来的位置，连好接线，接好电缆，拧紧固定螺钉。

7、接地测试。测试系统接地线是否接触良好，对地电阻是否满足系统要求。（≤4欧姆）

（三）系统上电检测

1、通过带电断开通信线接头，观察操作站、触摸屏数据刷新、操作输出是否正确，以确定通信网络是否工作正常

2、供电检测，交流AC220V,误差不超过±5V；直流DC24V，误差不超过±2V

（四）软件更改和调试。

根据生产的需要，做相应的软件更改，与工艺沟通，做好联动调试，并记录在软件变更单上。

（五）做好系统软件、用户软件备份。

将备份的程序文件及程序安装文件拷贝到相应的移动硬盘内，并做好相应的日期标记

（六）做好检修资料的整理、归档。

系统的检修情况和结果都应有详细记录，为计划检修提供依据，并存档妥善保管。



第四章检修质量标准

一、检修原则

（一）在工艺车间确认工艺安全的情况下，才可进行检修。

（二）检修时，遵循先外设后主机的原则进行检修。

（三）故障未查清楚前，不能冒然检修，避免故障扩大。

（四）维修过程不能带电作业，要有防静电措施。

（五）检修过程中作好记录，累积经验。

二、小修

（一）定期进行环境维护，保持控制室卫生。

（二）定期检查各控制柜、操作台风扇，确保散热良好，控制室温度、湿度在正常范围。

（三）定期清洁操作站机箱，确保机箱内无灰尘，电源散热孔无灰尘。

（四）对发生的故障诊断与维修，消除故障隐患。根据判断采取相应的处理措施，检查系统设备接线、电缆、转接插头，必要时更换设备、卡件或软件重装。

（五）停车期间柜内清灰

1、柜内卫生清扫，应保证柜内整洁完整，无工作残留痕迹，盖板齐全。

2、机柜防尘网罩的清理。网罩在取出时保证完整，清理灰尘后原样安装恢复。

3、柜内风扇拆卸时注意电源接线，清理灰尘时原样安装复位。

（六）更换CPU

1、确认工艺已采取措施，现场所有设备完全脱离PLC运行

2、拔出已损坏的CPU。

3、换上新的模块，在操作站或者编程器上进行程序上传，确认CPU已运行正常，卡件通道状态与现场一致，更换完成。

4、处理调换下的CPU模块，用防静电袋装好，妥善放置，如有必要发回厂家进行测试。

（七）更换IO卡件

1、在更换IO卡前首先确认损坏卡件的位置，卡件类别。

2、拔出已损坏的卡件，在拿取卡件的过程中要做好防静电措施，如带上防静电手环等。

3、准备好备用卡件，注意类型是否一致程序版本是否一致，在其是在确认备用卡件的好坏。

4、确认卡件路线、地址是否与原卡件一致。

5、更换备用卡件，观察卡件是否工作正常，一切无误后结束卡件更换。

6、处理更换下的IO卡件，用防静电袋装好，妥善放置，如有必要发回厂家进行测试。

三、大修

（一）检修步骤及方法

检修前，要根据系统运行的情况，存在的问题，提前制定检修方案；准备好使用的工器具、测试仪器、材料和备件。

1、程序备份。检修前，需对重要数据及程序进行备份，防止出现意外丢失程序。

2、停电检修。系统下电时根据系统停电步骤进行，停电后方进行停电检修工作，停电步骤见后。

（二）下电检修要求如下：

1、对系统硬件做彻底的清洁工作。包括机柜内部（机架、CPU、卡件、电源、接线端子、按钮、24V电源、继电器）等部件的灰尘清理。

2、检查卡件、接线板、接线端子、电缆有无损伤、并做好线路紧固工作，确保线路可靠连接。检查标记是否完整清晰、缺少，应及时补齐标记。

3、消耗品及性能不良品的更换。更换空气过滤网；电源板上的保险和电池与UPS电池，下次大修以前超过有效期的，本次大修要调换。

4、拆下将要清扫的检修部件的接线，小心地按次序拔出卡件。

5、清除卡件上的灰尘，吸不掉的污物用中性清洗剂清洗，清洗后的卡件要依次整齐地放置在干燥通风处，并做好标记。

6、卡件的回装。所有卡件、部件清洗检修后，核对标记无误后再按次序将拆下的卡件、部件回装到原来的位置，连好接线，接好电缆，拧紧固定螺钉。

7、接地测试。测试系统接地线是否接触良好，对地电阻是否满足系统要求。（≤4欧姆）

8、系统通电及诊断

①通过带电断开通信线接头，观察操作站数据刷新、操作输出是否正确，以确定通信网络是否工作正常

②供电检测，交流AC220V,误差不超过±5V；直流DC24V，误差不超过±2V

9、软件更改和调试。根据生产的需要，做相应的软件更改，并记录在软件变更单上。

10、做好系统软件、用户软件备份。

11、做好检修资料的整理、归档。

（三）技术要求　　

1、测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量。　　

2、卡件更换前，应将配电、冗余等跳线跳到原卡件位置。　　

3、通讯检查，数据传输稳定，不跳变。

4、拔插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并远离产生静电的物品。　

5、更换元件不得带电操作。

6、检修后模板安装一定要安插到位。



第五章系统测试与验收

在所有检修项目结束后，应报告调度，与工艺进行系统联校试车验收，并作好联校记录。

一、系统测试内容包括：

（一）系统硬件是否正常。

（二）实时画面数据显示是否正常。

（三）通讯是否正常。

（四）阀门操作是否正常，阀门回路状态是否正常。

（五）对联锁系统逐回路进行联合试验，确保动作无误。

（六）对操作更改后的交接验收工作。

二、系统验收

上电结束后，从工程师站观察控制器及卡件的状态，全部工作状态正常后，交付工艺使用，写出检修报告、存档。

三、规范性引用文件

（一）图纸、设备说明书等设计文件

（二）石油化工仪表工程施工技术规程SH/T3521-2007

（三）自动化仪表工程施工质量验收规范GB50131-2007

（四）自动化仪表共生施工及验收规范GB50093-2002

（五）石油化工分散控制系统设计规范SH/T3092-1999

（六）石油化工安全仪表系统设计规范SH/T3018-2003

（七）石油化工仪表供电设计规范SH/T3082-2003

（八）石油化工仪表接地设计规范SH/T3081-2003

（九）石油化工工程施工及验收统一标准SH3508-2011

应执行的技术标准包括但不限于上述所列标准规范，相关标准如有更新，按最新颁布的标准规范参照执行。



第六章职业健康安全与环境保护注意事项

一、进入系统检修现场务必穿绝缘鞋。

二、严禁带电作业。

三、严禁用金属物、碱性物质或坚硬部件接触控制柜内元器件，以免造成系统破坏程序丢失，数据变更和混乱。

四、严禁用油漆、有机溶剂或强酸强碱复合物擦洗部件表面。

五、工作人员在清扫模件时必须带上防静电接地环，并尽可能不触及电路部分。

六、系统检修退下的任何备件，不得随意丢弃，可修复的送有关部门修复，不可修复的送有关部门进行无害化处理。



第七章维护及常见故障处理

一、日常维护

（一）中控室管理

1、密封所有可能引入灰尘、潮气和鼠害或其它有害昆虫的走线孔（坑）等

2、保证空调设备稳定运行，保证室温变化小于5℃/h，避免由于温度、湿度急剧变化导致在系统设备上的凝露现象；

3、现场与控制室合理隔离，避免现场灰尘进入控制室，同时控制室定时清扫，保持室内清洁卫生。

4、定期清洗或更换柜门内的空气过滤网，确保空气流通正常。

5、定期清理部件表面积尘防止电气元器件散热受阻、短路引起电路故障。

（二）操作站硬件管理

1、文明操作，爱护设备，保持清洁，防灰防水；

2、严禁擅自改装、拆装机器；

3、键盘与鼠标操作须用力恰当，轻拿轻放，避免尖锐物刮伤表面；

4、尽量避免电磁场对显示器的干扰，避免移动运行中的工控机、显示器等，避免拉动或碰伤设备连接电缆和通讯电缆等。

5、定期对操作站（工程师站）进行清扫，并按模件清扫的方式进行。

（三）显示器使用时应注意：

1、显示器应远离热源，保证显示器通风口不被他物掩挡；

2、在进行连接或拆除前，请确认计算机电源开关处于“关”状态。此操作可能引起严重的人员伤害和计算机设备的损坏；

3、显示器不能用酒精和氨水清洗，如确有需要，请首先关断电源，用湿海绵清洗（湿海绵不应存在拧紧滴水现象）。

（四）操作站、编程器、触摸屏软件管理

1、严禁使用非正版Windows软件；

2、操作人员严禁退出实时监控；

3、操作人员严禁修改计算机系统的配置设置，严禁任意增加、删除或移动硬盘上的文件和目录；

4、系统维护人员应谨慎使用外来软盘或光盘，防止病毒侵入；

5、严禁在实时监控操作平台进行不必要的多任务操作；

6、系统维护人员应做好系统所需的各种驱动软件的硬盘备份。系统维护人员应做好控制子目录文件（组态、流程图等）、各自控回路的PID参数、调节器正反作用等系统数据的硬盘备份记录工作，同时要求采用书面、软盘、光盘等进行备份；对系统组态、控制参数作出必要修改后，系统维护人员应及时做好记录及备份更新工作。

（五）软件日常维护及管理

1、严格按照操作权限执行操作。

2、系统软件及重要用户软件的修改要经过主管部门的批准后方可进行。

3、系统盘、数据库盘和用户盘必须有备份，要有清晰的标记，应放在金属柜中妥善保管。备份至少保证两套，异地存放。

4、定期进行数据、程序备份。应用软件如果有大的变更，必须及时备份。同时要建立系统应用软件备份清单。在改动组态程序或密码设置后，也需要及时备份，并填写在检修维护档案中，注明日期及改动内容及结果等。

5、用户软件在线修改，必须有安全防护措施，有监护人员，且要作好记录。软件变更要入档（软件变更档案），并通知操作和维护人员。

（六）系统断电步骤

1、工艺停车后符合控制系统停电要求后。

2、关24V电源。

3、关电源柜内相应的支路断路器，（依照先分后总的原则下电）并做好标记。

（七）系统上电步骤

系统重新上电前必须确认接地良好，包括接地端子接触、接地端对地电阻（要求小于4欧姆）。系统维护负责人确认条件具备后方可上电，应严格遵照上电步骤进行。系统上电请按如下步骤进行：

1、电源依次上电检查。

2、卡件配电检查。

3、根据接线图纸按照厂家要求循序依次闭合空开。

4、CPU及IO卡件上电测试。

5、继电器和安全栅上电。

（八）每天巡检检查主控单元模块工作情况。

主控单元指示灯说明
指示灯标识	指示灯状态	说明
SF / DIAG	红色亮	系统错误/诊断（硬件或软件故障）
SF / DIAG	红色灭	系统自检正常
RUN	绿色亮	主单元控制器运行
RUN	绿色灭	主单元控制器不运行
STOP	黄色亮	主单元控制器停止运行
STOP	黄色灭	主单元控制器运行

二、故障检查方法

（一）总体检查方法



（二）电源故障检查方法

  （三）运行



（四）输入输出故障检查办法





三、常见故障处理

（一）电源故障处理

序号	异常现象	可能原因	处理方法
1 2	[POWER]LED灯不亮	电压切换端子设定不良	正确设定切换装置
1 2	[POWER]LED灯不亮	熔体熔断	更换保险管
2	熔体多次熔断	电压切换端子设定不良	正确设定切换装置
2	熔体多次熔断	线路短路或烧坏	更换电源单元
3	[RUN]LED灯不亮	程序错误	修改程序
		电源线路不良	更换CPU单元
		I/O单元号重复	修改I/O单元号
		远程I/O电源管，无终端	接通电源
4	[运转中输出]端没闭合（[POWER]灯亮）	电源回路不良	更换CPU单元
5	某一编号以后的继电器不能动作	I/O总线不良	更换基板单元
6	特定编号的输出（入）不能接通	I/O总线不良	更换基板单元
7	特定单元的所有继电器不能接通	I/O总线不良	更换基板单元

（二）输入类故障

序号	异常现象	可能原因	处理方法
1	输入全部不接通（动作指示灯也灭）	未加外部输入电源	供电
		外部输入电压低	加额定电源电压
		端子螺钉松动	拧紧
		端子板联接器不良	把端子板补充插入、锁紧，或更换端子板联接器
2	输入部分断开（动作指示灯也灭）	输入回路不良	更换单元
3	输入全部不关断	输入回路不良	更换单元
4	特定继电器编号的输入不接通	输入器件不良	更换输入器件
		输入配线断线	检查输入配线
		端子螺钉松弛	拧紧
		端子板联接器接触不良	把端子板充分插入、锁紧或更换端子板联接器
		外部输入接触时间短	调整输入器件
		输入回路不良	更换单元
		程序的OUT指令中用了输入继电器编号	修改程序
5	特定继电器编号的输入不关断	输入回路不良	更换单元
5	特定继电器编号的输入不关断	程序的OUT指令中用了输入继电器编号	修改程序
6	输入不规则的ON/OFF动作	外部输入电压低	使外部输入电压在额定值范围
		噪声引起的误动作	抗噪声措施：安装绝缘变压器，安装尖峰抑制器，用屏蔽线配线等
		端子螺钉松动	拧紧
		端子板联接器接触不良	把端子充分插入、锁紧或跟换端子板联接器
7	异常动作的继电器编号为8点单位	COM端螺钉松动	拧紧
		端子板联接器接触不良	端子板充分插入、锁紧或跟换端子板联接器
		CPU不良	更换CPU单元
8	输入动作指示灯不良（动作正常）	LED坏	更换单元

（三）输出类故障

序号	异常现象	可能原因	处理方法
1	输出全部不接通	未加负载电源	加电源
		负载电源电压低	使电源电压为额定值
		端子螺钉松动	拧紧
		端子板联接器接触不良	端子板补充插入、锁紧或更换端子板连接器
		熔体熔断	更换保险管
		I/O总线接触不良	更换单元
		输出回路不良	更换单元
2	输出全部不关断	输出回路不良	更换单元
3	特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯灭）	输出接通时间短	更换单元
		程序中的指令继电器编号重复	修改程序
		输出回路不良	更换单元
4	特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯亮）	输出器件不良	更换输出器件
		输出配线断线	检查输出线
		端子螺钉松动	拧紧
		端子联接接触不良	端子充分插入、拧紧
		继电器输出不良	更换继电器
		输出回路不良	更换单元
5	特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯灭）	输出继电器不良	更换继电器
5	特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯灭）	由于漏电流和残余电压而不能关断	更换负载或加设负载电阻
6	特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯亮）	程序中OUT指令的继电器编号重复	修改程序
6	特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯亮）	输出回路不良	更换单元
7	输出出现不规则的ON/OFF现象	电源电压低	调整电压
		程序中OUT指令的继电器编号重复	修改程序
		干扰引起误动作	抗干扰措施：装抑制器，装绝缘变压器，用屏蔽线配线
		端子螺钉松动	拧紧
		端子联接接触不良	端子充分插入、拧紧
8	异常动作的继电器编号为8点单位	COM端子螺钉松动	拧紧
		端子联接接触不良	端子充分插入、拧紧
		熔体熔断	更换保险管
		CPU接触不良	更换CPU单元
9	输出正常指示灯不良	LED坏	更换单元

第九章主要零部件判废标准

一、控制系统更新或升级标准：

控制系统连续运行10年以上或100000小时及其部件出现下列情况之一时，控制系统应整体升级或更新：

（一）整个控制系统的软硬件停产难觅，而且备品备件全部靠反复维修来维持，可靠性差，给生产系统带来很大的安全隐患的控制系统，建议升级或更新。

（二）受现场恶劣环境的影响，该自控系统多发的故障点主要集中在关键核心设备上，依靠日常维护已经不能保证系统稳定运行的；

（三）由于软件版本的原因，PLC系统的应用性能已满足不了生产和管理的要求：过程数据、历史采样周期、操作、报警记录的查询、浏览等功能已不能满足生产系统的需求。

二、主要零部件判废标准：

（一）I/O卡件

一块卡件失效或同一卡件上有两个或两个以上通道发生故障的，该卡件判废。

（二）通讯卡件

一块卡件在一个检修周期内发生两次或两次以上通讯故障，该卡件判废。

（三）控制器

控制器如果连续发生无法通讯或死机故障，该控制器判废。

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