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西门子PLC S7-400数字量输入模块故障

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，但是检查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，但是过一会就全跳。

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(手动一台，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，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。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点平移的故障一次见到。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，但是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。。。。。

一，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，40度直接会报温停机，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。。。。。换完输入模块后，两年内未发生故障。

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)所以要求都加。

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)。

PLC对工作环境的要求

PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题：

(1)温度：PLC要求环境温度在0～55℃，安装时不能放在发热量大的元件下面，四周通风散热的空间应足够大。

(2)湿度：为了保证PLC的绝缘性能，空气的相对湿度应小于85％(无凝露)。

(3)震动：应使PLC远离强烈的震动源，防止振动频率为10～55 Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施，如采用减震胶。

(4)空气：避免有腐蚀和易燃的气体，例如化学的酸碱等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境，可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。例如电厂的干排渣、干除灰等，在基建后期增加了封闭小屋。

(5)电源：PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中，可以安装一台带屏蔽层的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都由直流24 V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源，由于纹波的影响，容易使PLC接收到错误信息。

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