6ES7138-4CA60-0AB0

SIMATIC DP，接口模塊 IM 151-3 PN FO，用于 ET 200S 2 PROFINET LWL 接口 集成 2-端交換機 最多 63 個外圍模塊 可使用 PROFIsafe 模塊 最多 2m 工作站寬度 包括終端模塊

PLC的硬件故障較為直觀地就能發(fā)現(xiàn)，維修的基本方法就是更換模塊。根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊是檢修的關鍵，盲目的更換會帶來不必要的損失。

　　1、電源模塊故障

　　一個工作正常的電源模塊，其上面的工作指示燈如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等應該是綠色長亮的，哪一個燈的顏色發(fā)生了變化或閃爍或熄滅就表示那一部分的電源有問題。“AC”燈表示PLC的交流總電源，“AC”燈不亮時多半無工作電源，整個PLC停止。這時就應該檢查電源保險絲是否熔斷，更換熔絲是應用同規(guī)格同型號的保險絲，無同型號的進口熔絲時要用電流相同的快速熔絲代替。如重復燒保險絲說明電路板短路或損壞，更換整個電源。 “5VDC”、“24VDC”燈熄滅表示無相應的直流電源輸出，當電源偏差超出正常值5%時指示燈閃爍，此時雖然PLC仍能工作，但應引起重視，必要時停機檢修。

　　“BATT”變色燈是后備電源指示燈，綠色正常，黃色電量低，紅色故障。黃燈亮時就應該更換后備電池，手冊規(guī)定兩到三年更換鋰電池一次，當紅燈亮時表示后備電源系統(tǒng)故障，也需要更換整個模塊。

　　2、I/O模塊故障

　　輸入模塊一般由光電耦合電路組成；輸出模塊根據(jù)型號不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。每一點輸入輸出都有相應的發(fā)光二極管指示。有輸入信號但該點不亮或確定有輸出但輸出燈不亮時就應該懷疑I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個點，如果只是因為一個點的損壞就更換整個模塊在經濟上不合算。通常的做法是找備用點替代，然后在程序中更改相應的地址。但要注意，程序較大是查找具體地址有困難。特別強調的是，無論是更換輸入模塊還是更換輸出模塊，都要在PLC斷電的情況下進行，S5帶電插拔模塊是不允許的。

　　3、CPU模塊故障

　　通用型S5PLC的CPU模塊上往往包括有通信接口、EPROM插槽、運行開關等，故障的隱蔽性更大，因為更換CPU模塊的費用很大，所以對它的故障分析、判斷要尤為仔細。

　　PLC電源模塊維修技術實例：一臺PLC合上電源時無法將開關撥到RUN狀態(tài)，錯誤指示燈先閃爍后常亮，斷電復位后故障依舊，更換CPU模塊后運行正常。在進行芯片級維修時更換了CPU但故障燈仍然不停閃爍，至到更換了通信借口板后功能才恢復正常。

　　三、外圍線路故障

　　據(jù)有關文獻報道，在PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障率為：CPU及存儲器占5%，I/O模塊占15%，傳感器及開關占45%，執(zhí)行器占30%，接線等其他方面占 5%，可見80%以上的故障出現(xiàn)在外圍線路。外圍線路由現(xiàn)場輸入信號（如按鈕開關、選擇開關、接近開關及一些傳感器輸出的開關量、繼電器輸出觸點或模數(shù)轉換器轉換的模擬量等）和現(xiàn)場輸出信號（電磁閥、繼電器、接觸器、電機等），以及導線和接線端子等組成。接線松動、元器件損壞、機械故障、干擾等均可引起外圍電路故障，排查時要仔細，替換的元器件要選用性能可靠安全系數(shù)高的優(yōu)質器件。一些功能強大的控制系統(tǒng)采用故障代碼表表示故障，對故障的分析排除帶來極大便利，應好好利用。

　　PLC電源模塊維修技術實例：一臺水下切粒機的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，工程師發(fā)現(xiàn)I5.4無輸入導致Q7.0無輸出，切粒機無法開啟。檢查后發(fā)現(xiàn)信號轉換器和接近開關同時損壞，更換后正常。象這類故障就具有一定的隱蔽性，排故時要借助萬用表、系統(tǒng)原理圖和邏輯圖逐級排除

工業(yè)觸摸屏原理
觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸檢測裝置兩個部分。其中，觸摸屏控制器(卡)的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息CONTROL ENGINEERING China版權所有，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行：觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測用戶的觸摸位置，并傳送給觸摸屏控制卡。
工業(yè)觸摸屏具有很強的靈活性，可以按照設計要求更換或增加功能模塊，擴展性強，可以滿足復雜的工藝控制過程，甚至可以直接通過網(wǎng)絡系統(tǒng)和PLC通訊，大大方便了控制數(shù)據(jù)的處理與傳輸，減少了維護量。下圖為ROCKWELL Panel View Plus型工業(yè)觸摸屏典型結構：

1. 觸摸顯示模塊
電阻型觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導電層控制工程網(wǎng)版權所有，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內表面也涂有一層透明導電層，在兩層導電層之間有許多細小 (小于千分之一英寸)的透明隔離點把它們隔開絕緣。

當手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇悖@種接通狀態(tài)被控制器偵測到后，進行A/D轉換，并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點的Y軸坐標，同理得出X軸的坐標，這就是所有電阻技術觸摸屏共同的基本原理。電阻類觸摸屏的關鍵在于材料科技。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。電阻式觸摸屏在強化玻璃表面分別涂上兩層OTI透明氧化金屬導電層，外面的一層OTI涂層作為導電體，第二層OTI則經過精密的網(wǎng)絡附上橫豎兩個方向的+5V至0V的電壓場，兩層OTI之間以細小的透明隔離點隔開。當手指接觸屏幕時，兩層OTI導電層就會出現(xiàn)一個接觸點，電腦同時檢測電壓及電流，計算出觸摸的位置，反應速度為 10-20ms。
西門子CPU模塊西門子電源模塊一級代理商

五線電阻觸摸屏的外層導電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導電層雖然延展性好，但是只能作透明導體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因為它導電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。
電阻型觸摸屏是一種對外界*隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫畫，比較適合工業(yè)控制領域及辦公室內使用。電阻型觸摸屏共同的缺點是因為復合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導致報廢。不過,在限度之內，劃傷只會傷及外導電層，外導電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。

2. 邏輯控制與通訊模塊
邏輯控制模塊包含24V直流輸入(18-32)電源，SDRAM內存及CF閃存卡、10/100BaseT以太網(wǎng)端口、可用于文件傳送,打印及與可編程控制器通訊的232串行端口、可用于連接鼠標，鍵盤或打印計的USB端口。內部電路板上內嵌了CPU處理芯片，負責顯示屏的輸入、輸出以及通訊數(shù)據(jù)的處理工作。通訊模塊負責特定的網(wǎng)絡傳輸，以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。
三、觸摸屏技術的實際應用
觸摸屏是通過外部物體接觸面板上的按鈕開關或參數(shù)設置來完成工藝流程的控制，面板上的操作內容可以人為的通過編程軟件來進行編輯，同時可以把完成的工藝狀態(tài)顯示在觸摸屏上，所以它既是一個輸入設備，也是一個輸出設備，其操作靈活，功能強大。PLC系統(tǒng)只需通過DP網(wǎng)絡即可和觸摸屏連接起來，減少了外部信號傳輸線路，實現(xiàn)了資源的有機整合。下圖為濟鋼中板廠軋機控制設備網(wǎng)絡圖：

圖2 濟鋼中板廠軋機控制設備網(wǎng)絡圖
隨著這幾年鋼鐵行業(yè)的大規(guī)模結構調整，濟鋼中板廠的設備也進行了整體性改造，優(yōu)化了工藝，減少了勞動強度，美化了操作環(huán)境，特別是一改以前的操作模式，全部啟用*的觸摸系統(tǒng)代替老式的按鈕或者指示燈，并優(yōu)化了工藝流程，減少了電氣設備數(shù)量，大大減少了設備故障率，保障了設備的穩(wěn)定生產，觸摸屏系統(tǒng)主要應用在濟鋼中板廠的加熱爐、精軋機、矯直、精整線等操作臺上。目前觸摸屏系統(tǒng)已經在生產線使用1年半了，穩(wěn)定性非常強，沒有出現(xiàn)任何死機或控制失效現(xiàn)象，操作人員操作也集中有簡單。

•  CP 5613 V3 或 CP 5613 V6 或更高版本
•  CP 5613 A2
•  CP 5611 A2
•  CP 5621
•  SIEMENS PC 集成 CP 5611 PROFIBUS 接口: ASPC2 STEP E2 或 ASPC2 STEP R ASIC 芯片

• PROFINET 接口：

•  CP 1616, 硬件版本 8 或更高版本
•  CP 1604, 硬件版本 7 或更高版本
•  S7-mEC CP1616/ERTEC400_EC 集成接口
•  SIMATIC PC 427B/477B 集成 CP 1616 接口
•  SIMATIC PC 627B/677B 集成 CP 1616 接口
•  SIMATIC Microbox PC 427B / Panel PC 477B 集成 Intel PRO/1000 PL 接口
•  SIMATIC Box PC 627B / Panel PC 677B 集成 Intel PRO/1000 PL 接口

• 注意：
  CP5611/21 通信卡最多可插入1塊作為SubModule，
  CP5613通信卡最多可插入4塊作為SubModule，
  CP1616/1604 或其它支持的以太網(wǎng)通信卡最多可插入1塊作為SubModule，
  帶Intel 以太網(wǎng)控制芯片的以太網(wǎng)通信卡需要分配一個獨立的中斷號。

  WinAC RTX SubModule 支持的通信協(xié)議如下：

  PROFIBUS

•  

• 作為 SubModule 的 PROFIBUS 通信卡CP5611/21 和 CP5613 具有診斷界面，可通過在 WinAC RTX 屬性對話框中選擇要診斷的通信卡，點擊 Diagnostic 按鈕來打開診斷界面，如圖10。而作為 SubModule 的 PROFINET 通信卡沒有診斷界面。

  
  圖10

  刪除SubModule 的操作剛好相反，即先在WinAC RTX 操作面板的 CPU 菜單項下選擇 Shutdown Controller 來關閉 WinAC RTX，然后在圖9中選中要刪除的 SubModule ，按住鼠標左鍵將其拖動到下部的可用通信卡列表的空槽中，釋放鼠標左鍵。重啟計算機后通信卡才能在其它地方使用(比如配置為PC Station 的通信卡) 。

  在 Station Configuration Editor 里配置好 WinLC RTX 后，可根據(jù)實際情況在PC Station 里的其它虛擬插槽上插入WinCC Flexible RT(需安裝WinCC Flexible Runtime)、OPC Server、Application、IE General(需安裝 SIMATIC NET) 等組件。在 PC Station 的虛擬插槽中插入各組件就如同在 S7-400 背板上安裝 CPU、CP 等硬件模塊。硬件安裝完成后，需要在 Step 7 中進行硬件組態(tài)，然后將硬件配置下載到 WinAC RTX 中。

•  SIMATIC Rack PC 847B 集成 Intel PRO/1000 PL 接口
•  Intel PRO/1000 GT (PCI), Intel 82541PI 芯片組
•  Intel PRO/1000 PL (集成), Intel 82573L 芯片