上海安川变频器维修

上海安川变频器维修

上海西邑电气技术有限公司工业业务领域致力于为客户提供高品质的服务，追求客户的满意是我们始终如一的目标。在中国，工业业务领域拥有一支**、经验丰富的工程师队伍，为客户提供7x24小时全天候服务。专业的服务人员和遍布全国的服务及备件网络将对客户的服务需求迅速作出响应，将由设备故障引起的损失降低到较小的程度。

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，硬件设计有较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。

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，硬件设计有较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外围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。今天我们就西门子S7-200PLC为例，以图文并茂的方式讲解PLC硬件维修的一些思路和方法，以及对PLC初学者更好的理解PLC这问理论，有很好的帮助。

CPU板为PLC中的核心部件，也是维修当中较棘手的地方，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*处理器，和通用计算机一样，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。西门子PLC CPU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。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：ROM 即只读存储器，用于PLC厂商固化系统程序，实现指令解释，报警处理等，和PC机的BIOS差不多，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。

3、RAM即随机存储器，主要存储工作数据，掉电数据丢失，供电断经常和备用电池和**级电容连接，以实现掉电数据保持。

4、运行指示灯，是判断PLC运行正常与否的主要依据。西门子S7-200在正常运行当中只有RUN灯（绿灯）亮，停止状态只有STOP灯（黄灯）亮，如果有故障灯（红灯）亮起，说明此时PLC已经出现硬件故障或软件故障。

PU板的背面部分主要提供了电源的转换，以提供芯片供电所需的合适的电压。此外还包含了用户程序存储器。在维修CPU板的时候，较好先用编程器备份里面的数据，以免程序丢失，带来更大麻烦。

此板主要提供了输入端隔离，继电器驱动及输出电路，还有通信接口电路。维修相对简单。

此板为24V开关电源板，在此不再累述。

综上所述，PLC维修技术，并不是单一的电路板硬件维修，它牵涉到微电脑，数字电路，PLC原理，PLC编程，元件焊接等等技术的综合应用，只有在长期的维修当中积累经验，才能得到更快的进步。

描述
此条目给出了S7 通信的系统限制概览。

下图给出了在 F CPU 之间通过以太网进行 S7 通信的基本组态。通过一个 S7 连接建立双边通信。

图. 01

另一种方式，双边数据通信通过两个独立的 S7 通信。采用这种方式， 可以在结构上区分发送和接收通道。

图. 02

S7 通信的系统限制由下列参数决定：

• CPU 支持的较大连接数。
• 每个接口能够组态的较大 S7 连接数。
• CPU 所支持的较大背景数。

CPU 所支持的较大连接数
下表给出了F CPU 所支持的较大连接数。
 

F CPU	较大连 接数
IM151-8F PN/DP CPU	12
IM154-8F PN/DP CPU	16
IM154-8FX PN/DP CPU	16
CPU 315F-2 PN/DP	16
CPU 317F-2 PN/DP	32
CPU 319F-3 PN/DP	32
CPU 414F-3 PN/DP V6	64
CPU 416F-2 DP	64
CPU 416F-3 PN/DP V5	64
CPU 416F-3 PN/DP V6	96
WinAC RTX F 2009	64
WinAC RTX F 2010	96

能够组态的较大的 S7 连接数
下表给出了 F CPU 所支持较大组态的 S7 连接数。
 

F CPU	能够组 态的较大 S7 连接数
IM151-8F PN/DP CPU	10
IM154-8F PN/DP CPU	14
IM154-8FX PN/DP CPU	14
CPU 315F-2 PN/DP	14
CPU 317F-2 PN/DP	16
CPU 319F-3 PN/DP	16
CPU 414F-3 PN/DP V6	62
CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv.	62
CPU 416F-3 PN/DP V5	62
CPU 416F-3 PN/DP V6	94
WinAC RTX F 2009	通过 CP5611: 6 通过 CP5613: 48 通过 CP1616: 30 通过 IE general: 14
WinAC RTX F 2010	通过 CP5611: 6 通过 CP5613: 48 通过 CP1616: 30 通过 IE general: 14

上海安川变频器维修

较大背景数
下表给出了 F CPU 支持的较大背景数。
 

F CPU	较大背景数
IM151-8F PN/DP CPU	32
IM154-8F PN/DP CPU	32
IM154-8FX PN/DP CPU	32
CPU 315F-2 PN/DP	32
CPU 317F-2 PN/DP	32
CPU 319F-3 PN/DP	32
CPU 414F-3 PN/DP	300 (内部接口)
CPU 414F-3 PN/DP with CP443-1 Adv.	能够配置 1200 个 (预设 300)
CPU 416F-2 DP with CP443-1 Adv.	固件版本 < V5.2：能够组态 1800  (预设 600) 固件版本 V5.2 之后：能够组态 4000 (预设 600)
CPU 416F-3 PN/DP	600 (内部接口)
CPU 416F-3 PN/DP with CP443-1 Adv.	固件版本 < V5.2：能够组态 1800 (预设 600) 固件版本 V5.2 之后：能够组态 4000 (预设 600 )
WinAC RTX F 2009	能够组态 600 (预设 300)
WinAC RTX F 2010	能够组态 4000 (预设 600 )

例子
一个319F-3 PN/DP  CPU，通过 TCP/IP 建立双边的 S7 安全数据通信。根据数据通信是通过一个或者两个组态的 S7 连接，可以组态另外15个或者14个 S7 连接。

CPU 程序中调用故障安全通信块“F_SENDS7”和“F_RCVS7”用于双边的 S7 数据通信，这些程序块内部分别调用了系统功能块 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV"。这样，用户数据和相关的应答被发送和接收。每一个系统功能块 SFB8 "USEND" 和 SFB9 "URCV" 都被分配一个背景数据块。结果，背景数据块的个数（＝背景）与通信任务数是相同的。

这意味着在双边数据安全通信的情况下，至少需要执行 4 个通讯任务和需要 4 个背景。这样，CPU 319F-3 PN/DP 剩余 28 个背景。

在 CPU 319F-3 PN/DP 用户程序中，由于较大的背景数限制为 32，那么较多调用 16 个故障安全通信块 "F_SENDS7" 或 F_RCVS7"，因为较大的背景数量是不能多于 32。
对于安全双边通信，CPU 319F-3 PN/DP 能够与较多 8 个 F CPU 通信。

CPU 319F-3 PN/DP 的安全双边数据通信计算公式
8  "F_SENDS7" + 8 "F_RCVS7" = 16 故障安全通信块
8*("USEND" + "URCV") + 8*("USEND" + "URCV")
= 16 "USEND" + 16 "URCV" = 32 通信任务或背景

注意
对于 F CPU　而言，安全功能是较重要的。因此，S7 通信的系统限制不仅由通信连接的数量决定，还与要达到的响应时间有关。如果由于连接数量过多而导致无法满足所需要的响应时间，补救措施如下：

• 减少通信连接数 。
• 使用性能更好的 CPU。

题1：S7-200 CPU内部存储区类型？
回答：S7-200 CPU内部存储区分为易失性的RAM存储区和*保持的EEPROM两种，其中RAM包含CPU工作存储区和数据区域中的V数据存储区、M数据存储区、T(定时器)区和C(计数器)区，EEPROM包含程序存储区、V数据存储区的全部和M数据存储区的前14个字节。
也就是说V区和MB0-MB13这些区域都有对应的EEPROM*保持区域。
EEPROM的写操作次数是有限制的(较少10万次，典型值为100万次)，所以请注意只在必要时才进行保存操作。否则，EEPROM可能会失效，从而引起CPU故障。
EEPROM的写入次数如果**过限制之后，该CPU即不能使用了，需要整体更换CPU，不能够只更换CPU内EEPROM，西门子不提供这项服务。

问题2：S7-200 CPU的存储卡的作用？
回答：S7-200还提供三种类型的存储卡用于*存储程序，数据块，系统块，数据记录（归档）、配方数据，以及一些其他文件等，这些存储卡不能用于实时存储数据，只能通过PLC—存储卡编程的方法将程序块/数据块/系统块的初始设置存于存储卡内。
存储卡分为两种，根据大小共有三个型号。
32K存储卡：仅用于储存和传递程序、数据块和强制值。32K存储卡只可以用于向新版（23版）CPU传递程序，新版CPU不能向32K存储卡中写入任何数据。而且32K存储卡不支持存储程序以外的其他功能。订货号：6ES7 291-8GE20-0XA0。
64K/256K存储卡：可用于新版CPU（23版）保存程序、数据块和强制值、配方、数据记录和其他文件（如项目文件、图片等）。64K/256K新存储卡只能用于新版CPU（23版）。64K存储卡订货号： 6ES7 291-8GF23-0XA0；256K存储卡订货号：6ES7 291-8GH23-0XA0。
为了把存储卡中的程序送到CPU中，必须先插入存储卡，然后给CPU上电，程序和数据将自动复制到RAM及EEPROM中。
存储卡的使用完整限制条件，请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。
S7-200的外部存储卡有哪些功能？
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问题3：S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性？
回答：S7-200 CPU内的程序块下载时，会同时下载到EEPROM中，也就是说程序下载后，将*保持。同样，系统块和数据块下载时，也会同时下载到EEPROM中。

问题4：S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性？
回答：S7-200系统手册*四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存储数据”一节详细介绍了S7-200 CPU内数据的掉电保持特性，建议用户仔细阅读。
S7-200 CPU内的数据分为RAM区和EEPROM区。
其中，RAM区数据需要CPU内置的**级电容或者外插电池卡才能实现掉电保持特性。
对于CPU221和CPU222的内置**级电容，能提供典型值约50小时的数据保持。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的内置**级电容，能提供典型值约100小时的数据保持。
**级电容需要在CPU上电时充电。为达到上述指标的数据保持时间，需要连续充电至少24小时。
当该时间不够时，可以购买电池卡，以获得更长时间的数据保持时间。
EEPROM区能实现数据*保持，不依靠**级电容或者电池就可以保持数据。

问题5：S7-200 CPU内部数据的工作顺序？
回答：S7-200 CPU一上电后，CPU先去检查RAM区域中的数据，如果在**级电容或者电池有电的情况下，数据并未丢失，则使用该RAM区的数据；如果**级电容或者电池没电了，导致数据丢失，则CPU去读EEPROM中相应的区域(包含数据块中的数据定义内容)，如果在EEPROM中存有*保持的数据，则CPU将EEPROM中的数据写回到RAM区中，再进行下面的工作。
如果EEPROM中也没有对应存储区的数据了，则该存储区的数据将变成0。

问题6：S7-200 CPU电池卡的使用注意事项？
回答：新版S7-200 CPU电池卡有两种型号。
对于CPU221和CPU222，由于其中没有实时时钟，则对应的为时钟电池卡，订货号为：6ES7297--1AA23--0XA0。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，电池卡仅提供电池功能，订货号为：6ES7 291--8BA20--0XA0，该款电池卡型号又叫做BC293。
电池卡的寿命典型值约为200天，当插上电池卡后，如果CPU处于工作状态或者**级电容有电的情况下，并不消耗电池卡的电量。当电池卡的电量消耗完毕之后，该电池卡就报废了。
S7-200电池卡不能充电，使用完毕就不能再用了，只能购买新的电池卡了。
S7-200没有检测电池卡内剩余电量的状态位和这种功能。
新版S7-200 CPU电池卡不能用于老CPU，即订货号为6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

图1

以上为两种电池卡以及所在插槽位置。
电池卡的使用完整限制条件，请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。

问题7：S7-200 CPU内EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的写入分为如下几种情况：
1、MB0—MB13的设置，只需要在系统块—断电数据保持中设置即可。
默认情况下，系统块设置如下图蓝框中所示，即MB14—MB31，这些区域没有对应的EEPROM区域，无须考虑EEPROM写入次数限制。

图2

MB0—MB13如果在系统块中设置成掉电保持区域，如图2红框中所示，并将系统块下载到CPU之后，则这14个字节的数据在掉电的瞬间会将数值写入EEPROM中，如果掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。
注意：实现该功能一定要将修改过的系统块下载到CPU中。

2、数据块中定义的数据，如图3所示，当下载数据块的时候，同时会将定义的数据下载到EEPROM中，这样，当掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据块中定义的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。也就是恢复成数据的初始设置值。
注意：实现该功能一定要将定义好数据的数据块下载到CPU中。

图3

3、使用SMB31和SMW32控制字来实现将V区的数据存到EEPROM中
特殊存储器字节31 (SMB31)命令S7-200将V存储区中的某个值复制到*存储器的V存储区，置位SM31.7提供了初始化存储操作的命令。特殊存储器字32 (SMW32)中存储所要复制数据的地址。如图4为S7-200系统手册内关于SMB31和SMW32的使用说明。

图4

采用下列步骤来保存或者写入V存储区中的一个特定数值：
1. 将要保存的V存储器的地址装载到SMW32中。
2. 将数据长度装载入SM31.0和SM31.1。具体含义如图4所示。
3. 将SM31.7置为1。

图5

注意：如果在数据块中定义了某地址的数据，而又使用这种办法存储同样地址的数据，则当CPU内**级电容或电池没电时，CPU再上电时将采用SMB31和SMW32存储的数据。

问题8：EEPROM写入次数的统计？
回答：每次下载程序块/数据块/系统块或者执行一次SMB31.7置位的操作都算作对EEPROM的一次写操作，所以请注意在程序中一定不要每周期都调用SMB31/SMW32用于将数据写入EEPROM内，否则CPU将很快报废。

问题9：不使用数据块的方法，如何在程序中实现不止一个V区数据的存储？
回答：由于SMB31/SMW32一次较多只能送入一个V区双字给EEPROM区域，因而当有**过一个双字的数据需要送入EEPROM中时，需要程序配合实现。具体操作方法可参照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一个数据（字节/字/双字）之后，通过一个标志位（如M0.0）来触发下一个SMB31/SMW32操作，之后需要将上一个标志位清零，以用于下一次的存储数据的操作。

由于SM31.7在每次操作结束之后都自动复位，因而不能使用它作为*二次触发操作的条件。
以上程序仅供参考。

或者可以参考如下FAQ，多次调用指令库用以存储多个V区变量到EEPROM存储区中：
如何在 CPU 内部 EEPROM 存储空间中*保存变量区域？
17471561

问题10：定时器和计数器以及MB14-MB31的掉电保持性能？
回答：计数器和TONR型的定时器（T0-T31，T64-T95）能够实现掉电保持。这些区域只能由**级电容和电池来进行数据的掉电保持，他们并没有对应的EEPROM*保持存储区。当**过**级电容和电池供电的时间之后，这些计数器和TONR定时器的数据全部清零。
TON和TOF型的定时器（T32-T63，T96-T255）没有掉电保持数据的功能。请不要在系统块中设置这些区域为掉电保持，如图6所示为错误做法：

图6

按上述做法设置之后，下载系统块时会导致如下错误发生：

图7

所以请不要将T32-T63，T96-T255的定时器设为掉电保持区域。

问题11：CPU内具备断电保持性的数据区为何会丢失？
以下情况会导致CPU内数据清零：
1. 没有插入电池卡的CPU断电时间过长，内部**级电容放电完毕，TONR区/C区/MB14-MB31区数据丢失，V区和MB0-MB13区的对应EEPROM内没有数据导致数据丢失，
2. 电池卡使用时间过长，使之没电了， TONR区/C区/MB14-MB31区数据丢失，V区和MB0-MB13区的对应EEPROM内没有数据导致数据丢失，
3. 插在CPU上的存储卡内程序/数据与CPU内部RAM中运行的程序/数据不符，一上电时会导致原有数据/程序的丢失。
4. CPU损坏。

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