上海松江上門維修變頻器

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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，硬件設計有較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。

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，硬件設計有較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外圍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。今天我們就西門子S7-200PLC為例，以圖文并茂的方式講解PLC硬件維修的一些思路和方法，以及對PLC初學者更好的理解PLC這問理論，有很好的幫助。

s7-200_cpus_routing

CPU板為PLC中的核心部件，也是維修當中較棘手的地方，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*處理器，和通用計算機一樣，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。西門子PLC CPU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，通訊不上等故障現象。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：ROM 即只讀存儲器，用于PLC廠商固化系統程序，實現指令解釋，報警處理等，和PC機的BIOS差不多，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。

3、RAM即隨機存儲器，主要存儲工作數據，掉電數據丟失，供電斷經常和備用電池和**級電容連接，以實現掉電數據保持。

4、運行指示燈，是判斷PLC運行正常與否的主要依據。西門子S7-200在正常運行當中只有RUN燈（綠燈）亮，停止狀態只有S**燈（黃燈）亮，如果有故障燈（紅燈）亮起，說明此時PLC已經出現硬件故障或軟件故障。

PU板的背面部分主要提供了電源的轉換，以提供芯片供電所需的合適的電壓。此外還包含了用戶程序存儲器。在維修CPU板的時候，較好先用編程器備份里面的數據，以免程序丟失，帶來更大麻煩。

此板主要提供了輸入端隔離，繼電器驅動及輸出電路，還有通信接口電路。維修相對簡單。

此板為24V開關電源板，在此不再累述。

綜上所述，PLC維修技術，并不是單一的電路板硬件維修，它牽涉到微電腦，數字電路，PLC原理，PLC編程，元件焊接等等技術的綜合應用，只有在長期的維修當中積累經驗，才能得到更快的進步。

問題：
如何用ET200S (IM151-CPU)運行遠程服務？

解答：
你希望建立到ET200S (IM151-CPU)的遠程鏈接。

用ET200S (IM151-CPU)運行遠程服務，下列組件可用：

• 把SIMATIC 遠程服務作為用于STEP 7的選項包
• TS適配器

遠程服務允許下列運行模式：

1. 遠程服務
2. PLC - PG/PC遠程鏈接
3. PLC - PLC遠程鏈接

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1. 遠程服務

在此運行模式中，建立起從PG/PC到ET200S CPU的一個連接。ET200S是服務器。這樣也允許了無限制使用ET200S上的被動接口。

這里，本地PG/PC自身通過調制解調器建立起一個到遠程TS適配器的連接，然后將一個S7連接到遠程CPU。通過建立起的這些連接，可以在遠程CPU上運行STEP 7服務程序，如下載/上載，狀態/控制，在線診斷等。



圖1：遠程服務

2. PLC - PG/PC 遠程鏈接

由于下列原因，在帶被動DP接口的ET200S CPU中不能進行這種類型的鏈接：

在該運行作模式中，S7連接通過功能塊“PG_DIAL”建立從PLC到本地TS適配器的連接。功能塊“PG_DIAL”隨TeleService軟件提供并集成到已安裝的STEP 7軟件包中。“PG_DIAL”功能塊內部調用S7基本通訊塊：X_SEND和X_GET。然后，TS適配器自己通過已連接好的調制解調器自己建立到遠程PG/PC的遠程連接。在此連接中，應用程序(用PRODAVE MPI創建)扮演相應通訊伙伴的角色。在這種情況下，CPU必須承擔建立連接的任務。只有CPU的接口為 主動的接口并具有MPI屬性(通過 X 塊支持S7基本通訊)才有可能。

圖2：PLC-PG 遠程鏈接

3. PLC - PLC 遠程鏈接

該連接用于通過WAN的CPU-CPU通訊。至少一方必須主動建立連接(啟動程序)，為此，這一方的通訊接口必須為主動接口，而且S7基本通訊塊可用(X_PUT，X_SEND，X_GET，X_ABORT)。另一方具有服務器功能即可，而且 被動接口亦可行。

將S7連接到本地TS適配器通過本地CPU中的功能塊“PLC_DIAL”建立。功能塊“PLC_DIAL”隨TeleService軟件提供并集成到已安裝的 STEP 7軟架包中。“PLC_DIAL”功能塊提供到本地TS適配器的選擇信息，之后TS適配器通過已連接的調制解調器建立到遠程TS適配器的遠程連接。數據傳送期間，遠程TS適配器如“透明路由器”一樣動作。它建立遠程CPU的S7連接，并且用遠程CPU的操作固件執行X_GET和X_PUT任務而*在遠程CPU上使用具有此功能的用戶程序。

ET200S CPU有一個被動接口，因而如服務器那樣支持PLC-PLC遠程連接，盡管只適用于引發設備(本地CPU)中的系統功能X_PUT和/或X_GET。之后，可以比較ET200S的PROFIBUS接口和MPI接口(PB地址 = MPI地址)。必須將ET200S連接到如同TS適配器一樣的相同PROFIBUS段。在參數化TS適配器時，必須設置對應于ET200 CPU的PROFIBUS設置文件。

圖3：PLC-PLC 遠程鏈接

題1：S7-200 CPU內部存儲區類型？
回答：S7-200 CPU內部存儲區分為易失性的RAM存儲區和*保持的EEPROM兩種，其中RAM包含CPU工作存儲區和數據區域中的V數據存儲區、M數據存儲區、T(定時器)區和C(計數器)區，EEPROM包含程序存儲區、V數據存儲區的全部和M數據存儲區的前14個字節。
也就是說V區和MB0-MB13這些區域都有對應的EEPROM*保持區域。
EEPROM的寫操作次數是有限制的(較少10萬次，典型值為100萬次)，所以請注意只在必要時才進行保存操作。否則，EEPROM可能會失效，從而引起CPU故障。
EEPROM的寫入次數如果**過限制之后，該CPU即不能使用了，需要整體更換CPU，不能夠只更換CPU內EEPROM，西門子不提供這項服務。

問題2：S7-200 CPU的存儲卡的作用？
回答：S7-200還提供三種類型的存儲卡用于*存儲程序，數據塊，系統塊，數據記錄（歸檔）、配方數據，以及一些其他文件等，這些存儲卡不能用于實時存儲數據，只能通過PLC—存儲卡編程的方法將程序塊/數據塊/系統塊的初始設置存于存儲卡內。
存儲卡分為兩種，根據大小共有三個型號。
32K存儲卡：僅用于儲存和傳遞程序、數據塊和強制值。32K存儲卡只可以用于向新版（23版）CPU傳遞程序，新版CPU不能向32K存儲卡中寫入任何數據。而且32K存儲卡不支持存儲程序以外的其他功能。訂貨號：6ES7 291-8GE20-0XA0。
64K/256K存儲卡：可用于新版CPU（23版）保存程序、數據塊和強制值、配方、數據記錄和其他文件（如項目文件、圖片等）。64K/256K新存儲卡只能用于新版CPU（23版）。64K存儲卡訂貨號： 6ES7 291-8GF23-0XA0；256K存儲卡訂貨號：6ES7 291-8GH23-0XA0。
為了把存儲卡中的程序送到CPU中，必須先插入存儲卡，然后給CPU上電，程序和數據將自動復制到RAM及EEPROM中。
存儲卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統手冊》附錄A 技術規范—可選卡件一節。
S7-200的外部存儲卡有哪些功能？
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問題3：S7-200 CPU內的程序是否具有掉電保持特性？
回答：S7-200 CPU內的程序塊下載時，會同時下載到EEPROM中，也就是說程序下載后，將*保持。同樣，系統塊和數據塊下載時，也會同時下載到EEPROM中。

問題4：S7-200 CPU內部的數據的掉電保持特性？
回答：S7-200系統手冊*四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存儲數據”一節詳細介紹了S7-200 CPU內數據的掉電保持特性，建議用戶仔細閱讀。
S7-200 CPU內的數據分為RAM區和EEPROM區。
其中，RAM區數據需要CPU內置的**級電容或者外插電池卡才能實現掉電保持特性。
對于CPU221和CPU222的內置**級電容，能提供典型值約50小時的數據保持。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的內置**級電容，能提供典型值約100小時的數據保持。
**級電容需要在CPU上電時充電。為達到上述指標的數據保持時間，需要連續充電至少24小時。
當該時間不夠時，可以購買電池卡，以獲得更長時間的數據保持時間。
EEPROM區能實現數據*保持，不依靠**級電容或者電池就可以保持數據。

問題5：S7-200 CPU內部數據的工作順序？
回答：S7-200 CPU一上電后，CPU先去檢查RAM區域中的數據，如果在**級電容或者電池有電的情況下，數據并未丟失，則使用該RAM區的數據；如果**級電容或者電池沒電了，導致數據丟失，則CPU去讀EEPROM中相應的區域(包含數據塊中的數據定義內容)，如果在EEPROM中存有*保持的數據，則CPU將EEPROM中的數據寫回到RAM區中，再進行下面的工作。
如果EEPROM中也沒有對應存儲區的數據了，則該存儲區的數據將變成0。

問題6：S7-200 CPU電池卡的使用注意事項？
回答：新版S7-200 CPU電池卡有兩種型號。
對于CPU221和CPU222，由于其中沒有實時時鐘，則對應的為時鐘電池卡，訂貨號為：6ES7297--1AA23--0XA0。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，電池卡僅提供電池功能，訂貨號為：6ES7 291--8BA20--0XA0，該款電池卡型號又叫做BC293。
電池卡的壽命典型值約為200天，當插上電池卡后，如果CPU處于工作狀態或者**級電容有電的情況下，并不消耗電池卡的電量。當電池卡的電量消耗完畢之后，該電池卡就報廢了。
S7-200電池卡不能充電，使用完畢就不能再用了，只能購買新的電池卡了。
S7-200沒有檢測電池卡內剩余電量的狀態位和這種功能。
新版S7-200 CPU電池卡不能用于老CPU，即訂貨號為6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

圖1

以上為兩種電池卡以及所在插槽位置。
電池卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統手冊》附錄A 技術規范—可選卡件一節。

問題7：S7-200 CPU內EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的寫入分為如下幾種情況：
1、MB0—MB13的設置，只需要在系統塊—斷電數據保持中設置即可。
默認情況下，系統塊設置如下圖藍框中所示，即MB14—MB31，這些區域沒有對應的EEPROM區域，無須考慮EEPROM寫入次數限制。

圖2

MB0—MB13如果在系統塊中設置成掉電保持區域，如圖2紅框中所示，并將系統塊下載到CPU之后，則這14個字節的數據在掉電的瞬間會將數值寫入EEPROM中，如果掉電時間**過**級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數據數值寫回到RAM中對應的存儲區，實現*保持數據的目的。
注意：實現該功能一定要將修改過的系統塊下載到CPU中。

2、數據塊中定義的數據，如圖3所示，當下載數據塊的時候，同時會將定義的數據下載到EEPROM中，這樣，當掉電時間**過**級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數據塊中定義的數據數值寫回到RAM中對應的存儲區，實現*保持數據的目的。也就是恢復成數據的初始設置值。
注意：實現該功能一定要將定義好數據的數據塊下載到CPU中。

圖3

3、使用SMB31和SMW32控制字來實現將V區的數據存到EEPROM中
特殊存儲器字節31 (SMB31)命令S7-200將V存儲區中的某個值復制到*存儲器的V存儲區，置位SM31.7提供了初始化存儲操作的命令。特殊存儲器字32 (SMW32)中存儲所要復制數據的地址。如圖4為S7-200系統手冊內關于SMB31和SMW32的使用說明。

圖4

采用下列步驟來保存或者寫入V存儲區中的一個特定數值：
1. 將要保存的V存儲器的地址裝載到SMW32中。
2. 將數據長度裝載入SM31.0和SM31.1。具體含義如圖4所示。
3. 將SM31.7置為1。

圖5

注意：如果在數據塊中定義了某地址的數據，而又使用這種辦法存儲同樣地址的數據，則當CPU內**級電容或電池沒電時，CPU再上電時將采用SMB31和SMW32存儲的數據。

問題8：EEPROM寫入次數的統計？
回答：每次下載程序塊/數據塊/系統塊或者執行一次SMB31.7置位的操作都算作對EEPROM的一次寫操作，所以請注意在程序中一定不要每周期都調用SMB31/SMW32用于將數據寫入EEPROM內，否則CPU將很快報廢。

問題9：不使用數據塊的方法，如何在程序中實現不止一個V區數據的存儲？
回答：由于SMB31/SMW32一次較多只能送入一個V區雙字給EEPROM區域，因而當有**過一個雙字的數據需要送入EEPROM中時，需要程序配合實現。具體操作方法可參照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一個數據（字節/字/雙字）之后，通過一個標志位（如M0.0）來觸發下一個SMB31/SMW32操作，之后需要將上一個標志位清零，以用于下一次的存儲數據的操作。

由于SM31.7在每次操作結束之后都自動復位，因而不能使用它作為*二次觸發操作的條件。
以上程序僅供參考。

或者可以參考如下FAQ，多次調用指令庫用以存儲多個V區變量到EEPROM存儲區中：
如何在 CPU 內部 EEPROM 存儲空間中*保存變量區域？
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問題10：定時器和計數器以及MB14-MB31的掉電保持性能？
回答：計數器和TONR型的定時器（T0-T31，T64-T95）能夠實現掉電保持。這些區域只能由**級電容和電池來進行數據的掉電保持，他們并沒有對應的EEPROM*保持存儲區。當**過**級電容和電池供電的時間之后，這些計數器和TONR定時器的數據全部清零。
TON和TOF型的定時器（T32-T63，T96-T255）沒有掉電保持數據的功能。請不要在系統塊中設置這些區域為掉電保持，如圖6所示為錯誤做法：

圖6

按上述做法設置之后，下載系統塊時會導致如下錯誤發生：

圖7

所以請不要將T32-T63，T96-T255的定時器設為掉電保持區域。

問題11：CPU內具備斷電保持性的數據區為何會丟失？
以下情況會導致CPU內數據清零：
1. 沒有插入電池卡的CPU斷電時間過長，內部**級電容放電完畢，TONR區/C區/MB14-MB31區數據丟失，V區和MB0-MB13區的對應EEPROM內沒有數據導致數據丟失，
2. 電池卡使用時間過長，使之沒電了， TONR區/C區/MB14-MB31區數據丟失，V區和MB0-MB13區的對應EEPROM內沒有數據導致數據丟失，
3. 插在CPU上的存儲卡內程序/數據與CPU內部RAM中運行的程序/數據不符，一上電時會導致原有數據/程序的丟失。
4. CPU損壞。

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