在制造工業中存在大量的開關量為主的開環的順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關的按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制;以及大量的開關量、脈沖量、計時、計數器、模擬量的越限報警等狀態量為主的-離散量的數據采集監視。
　　西門子PLC維修方法有哪些。由于這些控制和監視的要求，使PLC發展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產品。PLC廠家在原來CPU模板上逐漸增加了各種通訊接口，現場總線技術及以太網技術也同步發展，使PLC的應用范圍越來越廣泛。
　　PLC控制器本身的硬件采用積木式結構，有母板，數字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識別模板等模塊，用戶可以根據需要采用在母板上擴展或者利用總線技術配備遠程I/O從站的方法來得到想要的I/O數量。
　　PLC具有穩定可靠、價格便宜、功能齊全、應用靈活方便、操作維護方便的優點，這是它能持久的占有市場的根本原因。隨著工業自動化水平的不斷提升，PLC所占據的地位可以說功不可沒，雖然PLC是專為工業應用而設計，硬件設計有極高的安全性和穩定性，但是不乏一些自然原因和人為因素導致PLC損壞，不能正常使用。
　　PLC的價格少則幾百，多則上萬，所以從節省開支方面講，PLC損壞后還是具有一定的維修價值。PLC的維修技術，不單是PLC硬件上的修復，還有PLC線路以及軟件的相互配合，再者，PLC不像單片機那樣，是單一的芯片，加上少量電路就能工作，修復相對簡單。
　　PLC內部集成了CPU，存儲器，I/O電路，通訊電路，開關電源等，是各部分協調工作，因此，單就PLC硬體上的維修，具有一定的學問。PLC型號眾多，但內部大同小異，原理基本一樣。今天我就以西門子S7-200PLC為例，談談PLC硬件維修的一些思路和方法，不但對工控初級維修有指導性的幫助,此文也對PLC初學者更好的理解PLC這門理論，有積極的幫助。
　　CPU板為PLC中的核心部件，也是維修當中棘手的地方，CPU板出問題會導致PLC故障燈常亮，PLC不運行，現就CPU板各元件說明如下：1：CPU元件：即中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制。
　　主要有運算器，控制器，寄存器以及實現它們之間聯系的數據，控制及狀態總線構成。它按照可編程邏輯控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。
　　當可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。
　　等所有的用戶程序執行完畢之后，后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。

　　西門子PLCCPU芯片針腳多（200pin），主要有地址總線，數據總線，I/O引腳，及附屬檢測針腳與對應的芯片進行聯系，CPU壞，可導致PLC報警（SF燈亮），也會導致PLC某些輸入輸出點不正常，通訊不故障現象。
　　這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。損壞原因主要有CPU供電電壓高（導致內部短，某些針腳對地短路）CPU老化等，損壞后用手摸，有發燙的感覺。此種CPU針腳多，更換麻煩，并且市場不容易買到配件，可以用拆機件替換。
　　2：PLC系統中的存儲器：PLC系統中的存儲器主要用于存放系統程序、用戶程序和工作狀態數據。PLC的存儲器包括系統存儲器和用戶存儲器。（1）ROM即只讀存儲器，用于由PLC生產廠家編寫的系統程序，并固化在ROM內，用戶不能更改，能夠完成PLC設計者規定的各項工作。
　　實現指令解釋，報警處理等，和PC機的BIOS差不多，系統程序質量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。如果里面的數據丟失，或芯片損壞會引起不開機，報警現象。在平時的維修當中，ROM故障所占的比例也是很大的。
　　可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。（2）用戶存儲器用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區）和數據存儲器（數據區）兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。
　　用戶程序存儲器根據所選用的存儲器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲器），其內容可以由用戶修改或增刪。用戶數據存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態和數據等。

　　（1）輸入/輸出擴展模塊S7-200系列PLC目前提供如下擴展模塊：①數字量輸入擴展模塊_EM221（8DI）；②數字量輸出擴展模塊_EM222（8DO）；③數字量輸入和輸出混合擴展模塊_EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；④模擬量輸入擴展模塊_EM231（3AI，A/D轉換時間為25μ。
　　用戶通過EM231上的DIP開關來選擇熱電偶或熱電阻的分度號、接線方式、測量單位和開路故障的方向。（3）通訊擴展模塊除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴展模塊連接成更大的網絡。S7-200系列目前有兩種通訊擴展模塊：PROFIBUS-DP擴展從站模塊EM277和AS-i接口擴展模塊CP243-2。
　　S7-200系列PLC輸入/輸出擴展模塊的主要技術性能如表所示。4、S7-200的通信功能S7-200的CPU模塊自帶的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口協議和PROFIBUS點對點協議。
　　每個網絡多126個站，多32個主站。通信接口可以實現與下列設備的通信：運行編程軟件的計算機、文本顯示器TD200、OP（操作員面板）、以及S7-200CPU之間的通信；通過自由通信口協議，可以與其他廠家的設備進行串行通信。
　　EM277PROFIBUS-DP從站模塊用于將S7-200CPU連接到PROFIBUS-DP網絡。通信速率為Mbit/s。工業以太網通訊模塊CP243-1的通信速率為10Mbit/s或100Mbit/s，半雙工/全雙工通信，RJ-45接口使用TCP/IP協議。

　　可用STEP7-Micro/WIN軟件實現通過工業以太網配置和遠程編程服務（上載、下載程序，監視狀態），通過工業以太網連接其他的CPU，通過S7-OPC在計算機上處理數據。EM241Modem(調制解調器)模塊支持遠程維護或遠傳診斷、PLC之間的通信、PLC與PC的通信、給手機發送短消息等，EM241參數化向導集成在Micro/WINV3.2中。
　　通過CP243-2AS-i通信處理器，S7-200CPU可以作為AS-i的主站，多可以連接62個AS-i從站，接入496個遠程數字量輸入/輸出點。5、S7-200的編程軟件STEP7-Micro/WIN32是專門為S7-200設計的在個人計算機Windows操作系統下運行的編程軟件。
　　CPU通過PC/PPI電纜或插在計算機中CP55111或CP5611通信卡與計算機通信。通過PC/PPI電纜，可以在Windows下實現多主站通信方式。STEP7-Micro/WIN32的用戶程序機構簡單清晰，通過一個主程序調用子程序或中斷程序，還可以通過數據塊進行變量的初始化設置。
　　用戶可以用語句表（STL）、梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）編程，不同的編程語言編制的程序可以相互轉換，可以用符號表來定義程序中使用的變量地址對應的符號，是程序便于設計和理解。STEP7-Micro/WIN32為用戶提供兩套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和國際標準指令集（IEC方式。
　　通過調制解調器可以實現遠程編程，可以用單次掃描和強制輸出等方式來調試程序和進行故障診斷。S7-200是在美國德州儀器公式的小PLC的基礎上發展起來的，S7-300/400的前身是西門子公司的S5系列PLC，其編程軟件為STEP7。

西門子PLC控制變頻器運行的3種關鍵方法隨著工業自動化設備的使用率提升，各種工控設備的維護及使用方式尤其講究，在工業自動化控制系統中，為常見的是PLC和變頻器的組合應用，PLC控制變頻器的方式有幾種，接下來就重點介紹3種應用。
　　1，通訊的方式。而通訊的方式呢現在常見的是Profibus-DP的方式。這需要變頻器支持這種通訊方式，一般是需要附加訂一個DP通訊板（硬件）安裝在變頻器上面，當然也有通訊板外置然后通過光纖與變頻器的控制單元連接的如ABB的NPBA-12通訊模塊。
　　大部分變頻器都有通信接口（大多是RS485接口）可以使用PLC的RS485(RS232是需要加轉換器）與變頻器RS485接口通過通信方式控制啟動、停止、正轉、反轉、調速還可以通過這種方式修改變頻器的參數。
　　PLC與變頻器之間連接好DP通訊線纜，其他不需要任何硬連接的線了。那么接下來的工作就是通過PLC編程來控制變頻器。一般國內的和臺灣的例如臺達的變頻器，和plc連接一般都是RS485，臺達的全部都是內置的，不要要另加板子，然后plc對應變頻器的通訊地址即可。

　　2、還可以用PLC的模擬量輸出信號（0－10V或4－20mA）控制轉速。通過PLC開關量啟動變頻器，通過模擬量信號控制變頻器輸出頻率。此方法有點是編程簡單，缺點是硬件投入比較貴。3，硬接線的方式。變頻器自帶的DI,DO,AI,AO口子與PLC的DI,DO,AI,AO通過線連接起來。
　　實現方法大體就是通過編程控制PLC的DO模塊輸出，為變頻器提供一對干觸點（無源觸點），再用這對干觸點來驅動變頻器的啟動，停止或者電動等。然后PLC的AO模塊輸出4-20mA等模擬信號連接到變頻器的AI口子實現一個模擬給定控制變頻器輸出頻率達到調速的目的。
　　變頻器的DO口子可以輸出一些如運行、故障等狀態信號接入PLC的DI模塊，當然也有變頻器的AO口子輸出如變頻器的頻率、溫度、電流等4-20mA模擬信號進入PLC的AI模塊。西門子變頻器調試必須設置的15個參數匯總講解1.控制方式即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。
　　采取控制方式后，一般要根據控制精度進行靜態或動態辨識。2.低運行頻率即電機運行的小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導致電纜發熱。

PLC是一個工業小電腦，它出問題，首先要排除是PLC本體問題還是問題，如果是PLC本體出現問題，往往ERR燈會亮起來，或者是紅燈閃亮，正常狀態一般是RUN運行綠燈亮，如果是本體發生這類問題，能成功修復的概率是不高的，有些PLC通過里邊的電池保持數據，電池電壓低于某個閥值的時候，會有電池報警提示燈亮，。
　　電源故障也會占本體故障的一定比率，PLC輸入一般是220交流，也有一些事24伏或者12伏輸入的，但是里邊有芯片，需要5VDC或者3.3VDC，所以有開關電源降壓電路，這種電路因為電流大，溫度高，在一些惡劣的高溫或者粉塵場合容易出問題，如果PLC的指示燈都不亮的，一般就是開關電源壞了。
　　如果是有紅燈猛閃或者ERR燈亮，往往是主板壞了，或者程序丟失引起，可以重新灌輸一下程序試試，如果不行，也沒有太修價值，多把芯片的看門狗IC和復位電路更換一下，或者更換芯片的晶振，如果還是無法解決問題，也就建議放棄了，這個玩意集成度太高了，維修起來非常困難，而且主板的價格也不算特別貴，沒有太多價值。
　　輸出輸出點壞，也是比較常見的PLC本體故障，特別是繼電器輸出類型的PLC，在一些頻繁開關動作的場合，會容易掛掉繼電器，繼電器的使用壽命大概是10萬次，往往用上3-5年，就可能壞掉了，這種問題也容易發現，畢竟看輸出指示燈亮，但是用萬用表測量沒有觸點閉合或者斷開就可以發現問題了，拆開，找一些國產類似的小。
　　當西門子PLC出現故障，我們如何查找。開關電源壞，對于一般有點電子維修水平的人而言，維修起來并不算特別困難，比如控制芯片384X這些或者開關管壞的概率比較高，一般更換了就好了。如果是晶體管壞了，常見是輸入接進去了高壓，輸入輸出都可能損壞，往往要更換光耦和一些放大晶體管電路。
　　如果是問題，可以根據電路圖來分析輸入輸出的邏輯，從宏觀上和設備的運行情況來分析，也可以屏蔽掉一些輸入輸出聯鎖點來分開測試找問題。如果有PLC程序更加簡單，因為PLC都有在線診斷功能，可以單獨執行，看看執行到什么地方對應輸出的點狀態是否正常，就可以找到故障點了。
　　西門子變頻器學會這16個變頻器參數設定方法，可以搞定90%變頻調試了1.控制方式：即速度控制、轉距控制、PID控制或其他方式。2.低運行頻率：即電機運行的小轉速，電機在低轉速下運行時，其散熱性能很差，電機長時間運行在低轉速下，會導致電機燒毀。
　　3.高運行頻率：一般的變頻器大頻率到60Hz，有的甚至到400Hz，高頻率將使電機高速運轉，這對普通電機來說，其軸承不能長時間的超額定轉速運行，電機的轉子是否能承受這樣的離心力。4.載波頻率：載波頻率設置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發熱，電纜發熱變頻器發熱等因素是密切相關的。
　　5.電機參數：變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、大頻率，這些參數可以從電機銘牌中直接得到。6.跳頻：在某個頻率點上，有可能會發生共振現象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機時，要避免壓縮機的喘振點。
　　其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進行設定時，可用此功能調整頻率設定信號低時輸出頻率的高低。13.轉矩限制可為驅動轉矩限制和制動轉矩限制兩種。15.轉矩矢量控制矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉矩產生機理。

1、瞬間電壓輸出故障原因這種故障在按下啟動開關的瞬間，開關電源某個或各個輸出端電壓有一個小的電壓輸出，然后降為0V，這種情況說明開關電源在加電的初始產生了振蕩，但后由于過壓，過流保護引起停振，或開關機接口電路加電初始為開機狀態，但隨CPU清零的結束而轉入待機狀態，引發這種情況的原因有：(1)開關電源。
　　進一步證實的方法是測開關電源100UF/400V電容關機后的電壓，若300V之后慢慢下降，則說明開關電源未產生振蕩。對正反饋電路中的電解電容直接更換目前開關電源的正反饋電路中的振蕩電容有兩種，一是0。016UF0。
　　（2）更換脈寬調制電路工作電壓形成中的電解電容在手中無交流調壓器的情況下，對于過壓保護故障，為了安全起見可先更換脈寬調制電路工作電壓形成電路中的易損件，即濾波電容（幾微法到100UF不等的電解電容），看開關電源是否恢復正常。
　　039UF膽電容，其故障率很低，檢修這種電容可以排除，另一種是10UF左右的電解電容，故障率使用數年后有可能，檢修時直接更換此電容。開關電源輸出電壓低檢修技巧1、開關電源輸出電壓低的原因（1）220V交流電壓輸入電路和整流濾波電路對開關管提供的工作電壓不夠，超出脈寬調制電路的控制范圍。
　　（2）負載電路存在過流引起開關電源負載加重而導致輸出電壓下降。（3）開/關機接口電路處于待機狀態，令開關電源工作于低頻振蕩狀態其輸出電壓為待機狀態下的度數。此類故障僅應于無預備電源，CPU預備狀態下的工作電壓由開關電源提供的機型。
　　（4）開/關機接口電路末端因故工作于開機或待機之間的狀態，從而導致開關電源工作于待機與開機狀態之間的工作頻率，造成開關電源輸出電壓高于待機值，低于開機值。（5）保護電路端因故障工作于導通狀態，使電源進入弱振窄脈沖供電，引起開關電源輸出電壓下降。
　　（6）整流輸出電路中的二極管和濾波電容，限流電阻損壞引起輸出電壓變低。（7）脈寬調制電路有問題，不能對開關電源輸出電壓的變化做出正切的響應，對電源開關管基極電壓調整方向大小不對，從而造成開關電源輸出電壓低。
　　（8）正反饋電路中的正反饋電阻變大，放電二極管性能變差，正反饋量不足，導致振蕩周期變長。振蕩頻率下降，從而引起開關電源輸出電壓低。（9）它激式開關電源因未得到行逆成而工作低于低頻狀態，造成輸出電壓低。2、判斷故障方法與步驟（1）測行輸出管集電極電壓判斷故障（2）測開關電源各個輸出端電壓判斷故障。
　　開關電源輸出電壓高的檢修技巧影響開關電源輸出電壓高的原因：（1）對局有倍壓整流的機型，在市電正常的情況下錯誤工作于倍壓整流狀態（只使用于部分新型遙控彩色電視機）（2）脈寬調制電路問題（3）振蕩電容容量下降。
　　（3）輸出電壓下降比列大，有的輸出電壓下降比列小。（4）主負載（行掃描電路）未工作造成開關電源負載變輕引起輸出電壓升高。西門子電機軟啟動器的主接線方法1、在線型：所有軟啟動器的控制器都有電動機過載保護，當軟啟動器在線運行時軟啟動器的控制器能對電機進行過載保護，不要加裝熱過載繼電器。
　　由于可控硅比較昂貴而且更換困難，為了保護可控硅要用快速熔斷器防止軟啟動器下口發生短路燒毀可控硅，圖4A是指在經常使用的場所，軟起動器的上口不加接觸器，圖4B是指不經常使用的場所，在停車后將軟啟動器的電源斷開。
　　由于經過可控硅后的電流諧波電流非常大，所以不能加裝電子式熱過載繼電器，否則熱繼的誤動作使系統不能正常工作。2、旁路型：旁路運行軟啟動器，離開旁路接觸器是無法運行的，所以在兩種主接線方案里都有。對于軟啟動器上口的接觸器的作用和在線運行方式下作用相同在此不再重復。

　　著重說明的是熱繼電器，把它安方在旁路接觸器的下口，不通過起動電流好，尤其是電子熱繼電器，由于經過軟啟動器后電流諧波很大能干擾電子熱繼電器誤動作而使電機停車。另外因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器，所以在主結線方案里沒有加裝快速熔斷器。
　　3、內置旁路型：它的主接線和在線型的大致相同，的優點是因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器。電動機的過載保護是有軟啟動器的控制器實現的，它不僅在功能和性能上超過電子熱繼電器，而且不會因主回路的諧波電流及外界的干擾而誤動作。

西門子變頻器控制原理圖;I.主回路：電抗器的作用是防止西門子變頻器產生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網從而影響其他的受電設備，需要根據西門子變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器;濾波器是安裝在西門子變頻器的輸出端，減少西門子變頻器輸出的高次諧波，當西門子變頻器到電機的距離較遠時，應該安裝。
　　雖然西門子變頻器本身有各種保護功能，但缺相保護卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護，選型時可按照西門子變頻器的容量進行選擇。可以用西門子變頻器本身的過載保護代替熱繼電器。II.控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變頻出現故障時可以手動切工頻運行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。
　　4)西門子變頻器的接地;西門子變頻器正確接地是提高系統穩定性，抑制噪聲能力的重要手段。西門子變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導線的截面不小于4mm，長度不超過5m。西門子變頻器的接地應和動力設備的接地點分開，不能共地。
　　信號線的屏蔽層一端接到西門子變頻器的接地端，另一端浮空。西門子通用型變頻器的特點：西門子變頻器進入中國市場較晚，但是其增長速度快。西門子變頻器主要分為通用型、工程型和專用型三類。西門子通用型變頻器快速增長的原因主要有以下幾個方面:(1)不斷推出新產品，滿足不同用戶的特定要求。
　　西門子產品一般的更新周期不超過5年。其產品能夠滿足不同用戶的特殊要求。(2)強大的通訊功能和全面的配套軟件，是西門子自動化產品的一大特點。這在我國造紙、化工、鋼鐵、機械制造等諸多產業從技術改造向自動化控制全面推進的飛速發展過程中，尤顯其競爭優勢。
　　利用BiCo功能可以為更為復雜的功能進行編程，它可以在輸入(數字的，模擬的，串行通訊的等等)和輸出(變頻器的電流，頻率，模擬輸出，繼電器節點輸出等等)之間建立布爾代數式和數學關系式(4)MM4新一代變頻器不同于其他變頻器的另一個顯著特點是：他給用戶提供的是一個完全開放的編程平臺，使用戶可以根據自己的。
　　(3)近兩年推出的MM4新一代變頻器不僅具有西門子工程型變頻器MasterDrive的良好架構，還具有較高的性能價格比，雖然價格不高卻有著比同類產品更強大的功能。它的幾十個自由功能塊可以代替PLC實現一些簡單的編程操作。
　　(5)由于價格低廉，變頻器在制造時不得已選用了一些底端的原器件，或者說在選用原器件時考慮的富裕量太小。比如：耐壓，耐溫，耐電壓、電流沖擊等。因此，在我國使用的實踐中出現問題相對較多，這是令我們感到非常遺憾的地方。
　　具體方法是：用萬用表(是用模擬表)的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現象。