西门子S7-300频繁自动启动故障分析处理.pdf

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1、1190化工自动化及仪表第40卷西门子87-300频繁自动启动故障分析处理吉宁1曹善甫2徐瑞2(1.中国石化兰州分公司维修公司,兰州730060;2.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司,兰州730060)摘要通过分析兰州石化公司催化剂厂择型分子筛装置s7-300控制系统频繁自动启动这一事故案例,列举故障产生的各种原因,采用排除法确定故障原因,并消除了这一故障,为生产中排除类似故障提供了解决方案。关键词S7—300自动启动故障分析处理中图分类号THl65+.3文献标识码B文章编号1000·3932(2013)09·119

2、0-03一般来说,西门子s7.300控制系统在实际应用中可靠性比较高,出现故障的概率较低。CPU频繁自启动故障在常见故障中比例并不高,不是高频故障。但是这种频繁自启动现象所造成的后果往往很严重(可能导致生产中断或生产事故),同时这种故障现象不好分析,难于处理。兰州石化公司催化剂厂择型分子筛装置闪蒸控制系统采用的西门子S7—300控制系统,在2013年2月期间连续发生CPU频繁自启动现象,造成工艺生产中断,带来很大的经济损失。笔者结合这一具体事故案例,分析造成该故障的原因,并提出解决方案。1故障现象2013年2月期间,催化剂

3、厂择型分子筛装置闪蒸控制系统所采用的西门子S7·300经常出现过程测量数据通信中断,不久后又自动恢复正常的现象。仪表维修人员初步判断故障是由于s7-300和监控计算机之间的通信中断造成的,进一步检查发现,通信中断是由S7—300控制系统停机造成的,而后又重新自动启动使监控数据恢复正常。经观察统计后发现,出现这种故障的频次并没有规律,检查CPU、输入/输出卡件和电源状态指示灯均正常。为了便于分析判断故障原因,下面简单介绍生成装置控制系统配置情况。2择型分子筛装置PLC配置概况控制系统由一台监控计算机和一套PLC(S7-300

4、)组成(图1),它们之间由一根PROFIBUS通信电缆连接。监控计算机负责采集、显示数据并允许操作人员对控制过程进行干预;s7-300是过程控制的主体,负责控制生产过程;PROFIBUS通信电缆负责传送监控计算机和PLC之间数据;监控计算机采用的监控软件是西门子公司的WINCC。图1系统配置PLC供电系统配置图如图2所示,$7-300电源模块输入电压为220V(AC),输出为24V(DC),24V一方面给控制器供电,另一方面为PLC外围设备提供信号源。火一妫陆0∽,蠕U220V(赣-蘸=]-l蚤目:l目:目:目:∽,二.卜

5、嗣胃目;l耳;目;目l:4、11)(3卜世——L叫—卜斗L叫图2PLC供电系统配置3故障分析及解决方案针对$7-300控制系统频繁自动启动这一故障收稿日期:2013-04-23第9期吉宁等.西门子s7—300频繁自动启动故障分析处理现象,结合控制系统的配置情况分析可知,造成这一故障的部位只能是监控计算机、$7-300、PROFIBUS通信电缆及外部传感器或执行机构等外围设备。3.1监控计算机监控计算机负责采集、显示数据并允许操作人员对控制过程进行干预。一般来说,监控计算机中的应用软件可以和PLC直接进行通信,s7.300的

6、应用软件是西门子公司的SETUP7,通过SETUP7可以下载/上传、修改S7-300中的程序和数据,并且可以通过SETUP7应用软件直接启动或停止s7.300的运行状态。因此,人为通过应用软件可以改变S7—300的频繁自启动。在择型分子筛装置S7.300频繁自启动故障中,由于操作和维修人员在此过程中并没有干预S7—300的运行状态,所以这并不是造成$7-300频繁自启动故障的原因。3.2S7.300可编程序控制器s7—300是过程控制的主体,负责控制生产、运行过程,它直接与生产过程中的控制设备连接。从理论上说,S7.300

7、控制器本体和外围连接设备故障都可能造成S7-300停机。S7—300控制器本体是由软件和硬件两部分组成。软件部分就是装载在控制器中的应用程序,硬件部分就是构成S7-300控制器的组件(图2),它主要由电源、CPU(控制器)、通信卡、扩展卡、输入/输出卡件组成。在本故障案例中,s7.300硬件由电源、CPU(控制器)和输入/输出卡件组成。3.2.1软件部分由软件部分故障造成s7.300停机的原因很多,一般是由PLC内部的功能性错误或编程错误造成的。比如程序中如果有不正确的地址区、错误的编号或错误的地址等。S7.300具有很强

8、的错误(或故障)检测和处理能力,CPU检测到某种错误后,操作系统调用对应的组织块(OB),用户可以在组织块中编程,对发生的错误采取相应的措施,防止S7.300停机。对于大多数错误而言,如果没有给组织块编程,出现错误时CPU将进入STOP模式。由于软件错误造成$7-300停机后,只能通过手动启动控制器,使

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