芜湖西门子交换机6GK5216-0BA00-2AA3授权代理商

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  1：设备情况

  设备是2005年进行的设备改造，为轧机副传动系统，控制系统采用西门子S7-400控制，I/O模块采用的400的I/O模块。控制变频器分合闸按钮全部采集入plc(两地合闸)。合闸采用PLC输出由中间继电器转220VAC控制接触器动作。变频器为1336PLUS2，AB的。

2：故障现象

  发生故障的时间是2015年4月份，当时操作人员打电话反映所有的副传动辊道不动了，维护人员赶到现场查看发现：所有的变频器合闸回路接触器跳闸，但奇怪的是柜门变频器合、分闸指示灯全不亮。操作人员合闸合不上，检查220VAC没故障。负责给模块供电的24VDC及中继的24VDC均无问题。此时发现指示灯正常了，于是进行接触器合闸，发现接触器能合上了，过一会就全跳。

3：排查故障

  排查继电回路问题，将继电器强制开关强制，合闸回路及变频器均无问题，观察变频器面板无问题。联系试车，结果发现需要动作的变频器不对(手动台，第二台动作了)。但几分钟以后又正常了。。。。。。(故障时好时坏，中间还好了一小时，轧钢线不能停产，这故障难查了。。。。。。)

  一小时后，又出现此类情况，此时只能怀疑控制系统有问题，发现输出模块亮的灯不对(误导)，怀疑输出模块问题，更换输出模块。(又好了一小时。。。。，排查期间一直强制合闸生产中。。。。。。)

  一小时后，仍然出现此类情况。换了输出模块，仍然没法解决。这两小时中，监控和排查人员一直没离开，没办法，开始蹲点，结果这次在上位机监控时发现偶尔分闸信号过来，怀疑合分闸24VDC有问题，检查全部没问题。

  终我们怀疑输入模块有问题。正好看程序时发现输入模块信号异常，发现输入421-1BL00-0AA0模块的I/0点I20.0至I23.0输入点信号平移了两位，即I20.0变成了I20.2，以此类推。更换后设备正常。

4：故障分析

  输入模块往常也就是见坏点、模块全黑，I/O点平移的故障次见到。而AB变频器的数字量输入是置复位式的，接线也采用的是三线制启动。这样就会造成输入模块瞬间故障，导致全部跳闸，强制后输入点还是平移，这样后边一台变频器得到启动信号，而没得到停止信号变频器是启动的。而速度选择的点也平移了，变频器就启动了。。。。。

  ，输入模块为什么坏了，这个没法解释，内部无明显灰尘，模块每月定期除尘，整套系统放在威图柜中，柜门平时严密关闭，配电室要求很高，内部有s.d系统，超40度直接会报超温停机，环境是好的一个。但钢厂内部金属粉尘确实多，难保是不是碰巧金属灰尘导致内部损坏。模块确实是坏了，在实验台上实验时也出现此现象，毕竟用了10年。。。。。更换完输入模块后，两年内未发生故障。

  第二，变频器合分闸，就是主回路上电。有的设计院不加合分闸接触器，有的加。直接隔离开关，负荷开关，塑壳断路器送电在原先企业怕炸机(出过伤人事故)，(变频器型号为1336f-b300-aa-en，容量不算小)要求都加。

  第三，变频器输入是干接点，但中间有中间继电器做隔离。三线制两线制设计各有优缺点，这个是设计院设计的，从此次事故来看，确实有缺点，但可用继电回路急停封锁变频器使能，使变频器停止运行，且此现象在强制合闸以后才出现，也是建立在非正常使用之上。但如果从工艺角度来考虑，利大于弊(烧辊，烧推床，转钢损失要大得多)。

  以上就是“西门子PLCS7-400数字量输入模块故障示例”的相关内容，基本上囊括了在工作常见的故障排查，希望能帮到您。技成培训网有相关的

1、确定基准电位点很重要

近期有很多人咨询关于模拟量模块的问题，反映在现场的S7-300模拟量模块读数不变化，怎么弄都读数是32767。模拟量模块大家都很熟悉，类似的问题还经常有用户反应。为此小编特意咨询了老师，老师将自己的经验归纳一下。

关于读不出值的问题，如果总是32767没有变化，其实值已经有了，只是超量程了。如果值为0，那就要注意模拟量是否有问题了，使用万用表测量现场信号并没有超限。为什么会出现这两种现象呢？这是因为选择的参考电位不同，例如，现场过来的信号为5V，那要问一下，基准点是几伏？10~15是5V，-10~

 -5同样也是5V，如果测量端基准点是0V，那么测量就会有问题，一定要保证两端等电位。模拟量模块的基准电位点就是MANA 

所有的接线都与之有关。

2、隔离与非隔离问题系列

这里的隔离是指模拟量模块的基准电位点MANA

 与地（也是PLC的数据地）隔离。隔离模块MANA 与地M可以不连接，以MANA作为测量端的参考电位；非隔离模块MANA 与地M必须连接， 

这样地M 

变为MANA作为测量端的参考电位。隔离模块的好处就是可以避免共模干扰。如何知道模块是否是隔离模块，例如SM331模块，可以从模板规范中查到。S7-300中只有一款SM334（SM355除外）模块是非隔离的，CPU31XC集成的模拟量也是非隔离的，共同特点就是模块的输出和输入公用M端。

同样传感器也有隔离与非隔离的问题。通常非隔离的传感器电源的负端与信号的负端公用一个端子，例如传感器有三个端子

 L， M 和S+，通过L， 

M端子向传感器供电，S+，M为信号的输出，公用M端。判断传感器是否隔离好还是参考手册。隔离传感器信号负端与地M可以不连接，以信号负端作为信号源端的参考电位。非隔离传感器信号负端必须在源端（设备端）接地，以源端的地作为信号的参考电位。

下面就是如何保证测量端与信号源端等电位接线的问题。在下面建议的连接图中所用的缩写词和助记符含义如下：

M +：测量导线（正）

M -：测量导线（负）

MANA：模拟量模块基准电位点

这里需要注意MANA ，不同的接线方式都是以MANA 为参考基准电位。

M：接地端子

L +：24 VDC电源端子

UCM：MANA与模拟量输入通道之间或模拟量输入通道之间的电位差

UCM共模电压，有两种：

1）不同输入信号负端的电位差，例如一个输入信号为3V，另一个输入信号也为3V，它们的基准点电位可能不同，可能是1~4V或3~6V,那么它们之间的共模电压为2V。

2）输入信号负端与MANA的电位差。

模块的UCM 是造成模拟量值超上限的主要原因。不同模块UCM 的大值不同。

UISO：MANA和CPU的M端子之间的电位差

3、使用隔离的模拟量模块连接隔离的传感器

隔离传感器与隔离模拟量信号连接图如图1所示：

图1 连接隔离的传感器至隔离的模拟量输入模块

这种方式简单，都与地隔离，都不需要接地，输入信号（传感器）负端与MANA

 电压超过UCM大限制，例如SM331（6ES7331-7KF02-0AB0）为2.5VDC，就需要短接信号负端与MANA 

否则会出现超上限问题。现场可以查看一下，几乎所有超上限问题都是没有连接信号负端与MANA 。如果UISO超过限制，例如75V 

DC，就需要连接信号负端、MANA 端以及接地端M，这时模块以大地M端为参考电位，实际变为非隔离使用了，这种情况很少见。

有的模块通道组间都是隔离的，没有MANA ，例如模块6ES7331-7NF10-0AB0，接线如图

2所示：

这时每一个通道组（每组2通道）的M-就是MANA ，输入通道组间UCM 大为以达到75VDC。

都隔离的情况下连接信号负端与MANA端就可以了(2线制和电阻测量除外)。手册每个模块接线图中MANA都是建议接地的，我认为这是在接地良好、不会产生共模电压（例如单端接地）的情况下.

4、使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器

这回我来讲讲使用非隔离的模拟量模块连接隔离的传感器的情况，模块的MANA与地M不隔离，这样必须连接MANA与地M，模拟量的参考点电位变成地M，典型接线如图3所示：

非隔离的模块都要求连接连接MANA与地M，例如模块SM334(6ES7334-0CE01-0AA0)，在提示中强调必须连接，下面为引用手册的提示部分。

5、使用隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器

传感器不隔离，那么信号源端以传感器本地的地为基准点电位。模块是隔离的，以MANA点为测量基准电位。典型接线如图4所示，

从图4可以看到，非隔离的传感器信号负端在源端接地，如果连接多个非隔离的传感器并且分布在不同的地方（不同的接地点），这种情况下就比较麻烦。各个传感器信号的负端会有共模电压UCM

 ，为了消除UCM 

将各个信号的负端在源端使用短而粗的导线进行等电位连接，由于模块的MANA和信号源端的地可能存在电位差，还要将MANA与源端的地进行等电位连接。在这里不能在模块处进行短接，否则不能消除UCM。

如果工厂接地不好，好还是使用隔离的传感器。

6、使用非隔离的模拟量模块连接非隔离的传感器

如果使用非隔离的模拟量连接非隔离的传感器，那么一定将所有的点接地并进行等电位处理。典型接线如图5所示，

从图5可以看到，按照隔离与非隔离的要求，模块不隔离，必须连接MANA与地M，传感器不隔离则需要连接信号负端到本地的地，这样一边以信号源的地作为基准点，一边以模块的地M作为基准点，为了消除两者之间的电位差（共模电压UCM），需要使用足够粗的导线进行等电位连接。

如果整个工厂有等电位的接地网，使用非隔离的仪表和模块就比较简单，只需要连接MANA到本地的地M即可，因为每个点都等电位。往往事与愿违，由于非隔离的仪表价格便宜，越是使用这样仪表的地方，地通常打得都不会好，就更别提接地网和等电位连接了。不采取措施肯定有问题，必须保证等电位。使用万用表可以测量，那是因为万用表与地是隔离的，大的共模电压UCM

 也可能不同 ，与模块不在相同的条件下。建议使用隔离的传感器和模块。

讲了一系列的接线方式，终的就是模拟量接线的几种方式都集中在一点上，

就是信号源端与测量端一定要等电位。

讲到这里要再扩展一下，利用这个原则同样也可以解决数字量接线问题。下面是在现场遇见的一个问题，

如图6所示，CPU与I/O的供电分开，I/O是一个非隔离模块，当现场给出信号，I/O模块的输入灯没有点亮，在CPU中也不能读出，使用万用表测量，在端子上有24V电压。模块没有问题，将两个电源PS的M端短接，就可以检测到输入信号，这也是由于参考点电位不同造成的。