該現場使用(yòng)的是(shì)西門子的S7300的PLC，該(gāi)項(xiàng)目運(yùn)行了(liǎo)一年多(duō), -直有(yǒu)問題(tí)，但最近出現問題(tí)比

較(jiào)頻繁(fán)，現(xiàn)象是每天從CPU第一(yī)-次上(shàng)電(diàn)運行，大概30分鐘後(hòu)，開(kāi)始(shǐ)出現(xiàn)停(tíng)機的(dí)情況，停機(jī)時SF，

STOP燈(dēng)亮。此時(shí)隻能(néng)通(tōng)過手(shǒu)動復位(wèi)，CPU才(cái)能恢(huī)復運行(háng)。而(ér)之後，該現(xiàn)象(xiàng)將(jiāng)隨時(shí)出現，並(bìng)且(qiě)越(yuè)來(lái)

越頻繁(fán)，甚至(zhì)有(yǒu)時(shí)幾乎(hū)每個(gè)程序周(zhōu)期(qī)都會(huì)停機(jī)，因此(cǐ)嚴重(zhòng)影(yǐng)響了(liǎo)用戶的生產。

我們(mén)發(fā)現(xiàn)，現場采用的(dí)是(shì)西門子(zǐ)S7 314C-2PN/DP 的CPU，在運(yùn)行過程(chéng)中會出現係統(tǒng)故(gù)障(zhàng)，但(dàn)能夠自動(dòng)消失(shī)

之後(hòu)，我(wǒ)們觀察了故障(zhàng)出現(xiàn)的(dí)情(qíng)況，發現該故(gù)障(zhàng)的出現(xiàn)是有(yǒu)規律(lǜ)的(dí)：當(dāng)Q5.4動(dòng)作時(shí)，該(gāi)SF燈會亮，當(dāng)Q3.4動作時(shí)，該(gāi)SF燈消失(shī)。

因(yīn)此，我(wǒ)們(mén)懷疑是程(chéng)序出(chū)現問題(tí)。通過讀(dú)取(qǔ)在綫診斷信息，發(fā)現CPU報(bào)BCD碼轉(zhuǎn)換故(gù)障(zhàng)

經(jīng)過與編(biān)程(chéng)人(rén)員的交(jiāo)流(liú)，發現是上位機的(dí)某時間(jiān)參數設(shè)定超(chāo)限(xiàn)。該參數設(shè)計設定值範(fàn)圍應為(wéi)0～99，但現場設(shè)定為100， 因此(cǐ)程(chéng)序每次運行至此都(dū)會(huì)報BCD碼(mǎ)轉(zhuǎn)換故障，並導(dǎo)致(zhì)SF燈(dēng)亮(liàng)，而當(dāng)該部(bù)分(fēn)程序運行結束(shù)後(hòu)，故障就(jiù)會消失。

將該值(zhí)改為0～99 之(zhī)間的(dí)任意(yì)值(zhí)後，SF燈(dēng)不再(zài)點亮，該係統故障(zhàng)不(bù)再出(chū)現。這(zhè)是(shì)我(wǒ)們(mén)在(zài)現場(cháng)發現(xiàn)的第一個故(gù)障，但(dàn)這個(gè)故(gù)障並沒有導(dǎo)致現場(cháng)設備停機。

故障頻(pín)發(fā)，持(chí)續觀(guān)察

之後隨著(zhuó)我們(mén)繼(jì)續(xù)觀(guān)察(chá)，大概經(jīng)過(guò)了(liǎo)1個小時(shí)後，突(tū)然出現(xiàn)了(liǎo)一次(cì)停機(jī)故障(zhàng)。現象就(jiù)是(shì)CPU停機時，SF燈和STOP燈亮(liàng)，同時5V燈亮(liàng)

此時，隻能(néng)將CPU上(shàng)的(dí)撥碼開(kāi)關撥至(zhì)STOP位置(zhì)再重新撥回RUN位置，CPU才可(kě)以(yǐ)正(zhèng)常(cháng)重啟。

我們在綫(xiàn)檢(jiǎn)查(chá)CPU的診(zhěn)斷信息(xī)後發(fā)現(xiàn)，此(cǐ)時(shí)CPU報的(dí)是IO模(mó)板丟失的(dí)故(gù)障

從(cóng)診斷(duàn)信息情(qíng)況看(kàn)，應該(gāi)是CPU在瞬間無(wú)法識(shí)別(bié)其(qí)模板(bǎn)，導致CPU進入(rù)停機狀(zhuàng)態。

由(yóu)於(yú)現(xiàn)場的電氣櫃內有較(jiào)多(duō)的繼電器和(hé)接(jiē)觸器（圖5），因此(cǐ)我(wǒ)們懷(huái)疑(yí)是由於(yú)這(zhè)些(xiē)感(gǎn)性負(fù)載(zǎi)動(dòng)作時(shí)產生的幹(gān)擾(rǎo)導(dǎo)致(zhì)了CPU從(cóng)而導(dǎo)致了停(tíng)機(jī)，因此我們(mén)對(duì)CPU的電源進行(háng)了檢(jiǎn)測(cè)。

通過(guò)波(bō)形(xíng)，可(kě)以(yǐ)看到在CPU的24V電源綫上，隨著(zhuó)設備的(dí)動作，能(néng)夠檢(jiǎn)測(cè)到有高(gāo)頻(pín)幹(gān)擾的存在，其中(zhōng)有的(dí)信(xìn)號(hào)較強

況(kuàng)是(shì)，並(bìng)沒(méi)有(yǒu)任何(hé)的PLC係(xì)統(tǒng)接地綫連(lián)到(dào)該鍍鋅板上，也沒有(yǒu)發(fā)現(xiàn)該鍍鋅(xīn)板接(jiē)到(dào)外(wài)部的“地(dì)"（圖5）。

為了減小感(gǎn)性(xìng)負載(zǎi)對(duì)PLC的(dí)衝擊，我(wǒ)們(mén)將(jiāng)PLC的(dí)安裝(zhuāng)底(dǐ)板(bǎn)與(yǔ)該鍍鋅(xīn)板相連接(jiē)，同時(shí)將(jiāng)該(gāi)鍍鋅板連接(jiē)到(dào)外(wài)部(bù)的(dí)金屬結(jié)構上(shàng)

為此，現(xiàn)場進行(háng)了一(yī)係列(liè)的(dí)改動(dòng)和(hé)布綫，接綫工(gōng)作(zuò)。但隨後我們發現，係(xì)統接(jiē)了“地(dì)"之後，CPU運(yùn)行(háng)一(yī)段時間，依然出現停(tíng)機(jī)現象。

然後我們又檢(jiǎn)測了PLC係統220V電源綫上的幹(gān)擾(rǎo)情(qíng)況(kuàng)，果(guǒ)然發(fā)現幹擾信號依(yī)然存在

由於(yú)我們(mén)已經(jīng)將係(xì)統(tǒng)進(jìn)行了接(jiē)地(dì)處理(lǐ)，那麼(mó)該幹擾信號是(shì)怎麼(mó)進(jìn)入(rù)到(dào)電源的(dí)呢？

我(wǒ)們進一步檢測(cè)了CPU 的M端與(yǔ)PE之間(jiān)的電(diàn)阻，發(fā)現該CPU的M端與PE之間(jiān)存在電(diàn)阻值

並且(qiě)該值在0～6M歐(ōu)之間(jiān)跳(tiào)變。

但(dàn)314C係(xì)列(liè)的CPU的24V電源(yuán)M端與(yǔ)PE端在(zài)內(nèi)部(bù)應(yīng)該(gāi)是(shì)短接的，因此該(gāi)電(diàn)阻值是(shì)不應該存(cún)在(zài)的。現場剛(gāng)好還有一個(gè)同樣(yàng)類(lèi)型的CPU，我們(mén)對(duì)另外一(yī)塊CPU進(jìn)行了(liǎo)檢測了，發現(xiàn)該CPU的電(diàn)源M端對PE之(zhī)間(jiān)的(dí)電(diàn)阻(zǔ)值(zhí)為(wéi)0歐(ōu)姆。因(yīn)此，這(zhè)就意味著(zhuó)，出現停機(jī)現(xiàn)象的(dí)CPU本身也已(yǐ)經(jīng)存在(zài)一些(xiē)問(wèn)題(tí)。

由(yóu)於(yú)現場(cháng)出(chū)現跳停(tíng)大概要30分(fēn)鐘(zhōng)左右，因此(cǐ)我們(mén)每(měi)次需(xū)要觀察到(dào)底(dǐ)是什麼(mó)情(qíng)況(kuàng)下該CPU會停機(jī)都(dū)得將(jiāng)近(jìn)1個(gè)小(xiǎo)時(shí)，而(ér)且(qiě)每(měi)次停機(jī)的情(qíng)況都(dū)不(bù)同(tóng)，很難(nán)發現規(guī)律(lǜ)。但通過(guò)一段(duàn)時(shí)間的觀(guān)察，我們(mén)發(fā)現：當設備的某個關(guān)料閥動(dòng)作的(dí)時(shí)候，PLC比較(jiào)容(róng)易停機(jī)，而(ér)且(qiě)幾乎(hū)每次停機都是(shì)發生在該關(guān)料閥(fá)到(dào)位的時(shí)刻。而(ér)該閥對應了(liǎo)一個接(jiē)觸器(qì)，當(dāng)閥(fá)體(tǐ)關(guān)到位(wèi)時，該接觸(chù)器會斷開(kāi)

由於(yú)關料(liào)閥動作的(dí)同(tóng)時(shí)，其液壓(yā)係(xì)統電(diàn)機(jī)會啟動(dòng)，因此，我們懷(huái)疑(yí)是(shì)電(diàn)機電(diàn)纜(lǎn)布(bù)綫(xiàn)不規(guī)範導(dǎo)致其對係(xì)統的220V電源(yuán)電纜產(chǎn)生(shēng)了(liǎo)幹擾，因此我們將該(gāi)電(diàn)機電(diàn)纜(lǎn)從綫纜(lǎn)溝裏(lǐ)找(zhǎo)出(chū)來，單獨(dú)進(jìn)行了(liǎo)布綫，遠離(lí)了供電(diàn)電源電纜，從(cóng)而避免(miǎn)了電纜(lǎn)之(zhī)間的幹(gān)擾(rǎo)，但隨(suí)後(hòu)我們發現(xiàn)，CPU依然(rán)會停機......因此(cǐ)，該(gāi)幹擾不(bù)是來(lái)自(zì)於電機(jī)電纜(lǎn)的，應該(gāi)還(huán)有別的(dí)原(yuán)因(yīn)。
刨(páo)根問底，找到(dào)故障(zhàng)點(diǎn)

為此(cǐ)，我(wǒ)們(mén)再次對櫃(guì)內的接觸器動作(zuò)的時(shí)刻(kè)的波形(xíng)進行了(liǎo)檢測(cè)。由於(yú)該(gāi)接觸(chù)器(qì)並沒(méi)有(yǒu)配備(bèi)浪湧吸收回路，因此在(zài)接(jiē)觸(chù)器動(dòng)作的(dí)時(shí)刻，都(dū)會出現(xiàn)脈衝(chōng)幹擾，而且有(yǒu)時(shí)幹(gān)擾脈衝的幅值還(huán)非(fēi)常的(dí)高(>20V)，但每次(cì)的(dí)幹擾脈衝大小(xiǎo)並不相同。是否(fǒu)是(shì)這(zhè)些幹擾導(dǎo)致(zhì)CPU的停(tíng)機呢(ní)？於是我們對(duì)該幹擾(rǎo)脈(mài)衝進(jìn)行了檢(jiǎn)測。通過(guò)一(yī)段時間(jiān)的(dí)觀(guān)察，我(wǒ)們發(fā)現(xiàn)：由(yóu)於櫃(guì)內安(ān)裝了(liǎo)較多的(dí)接觸器和繼電器，因此(cǐ)從示(shì)波器上可以看到(dào)很多(duō)幹擾(rǎo)脈衝，並(bìng)且(qiě)幅(fú)值也(yě)並(bìng)不相同。由於我(wǒ)們(mén)此刻(kè)重點關(guān)注的是連接(jiē)關斷閥的接觸(chù)器(qì)，因(yīn)此我們在每次該接(jiē)觸器斷(duàn)開時都會格外(wài)注意(yì)示波器的屏幕，但我們發現，盡管(guǎn)該(gāi)接觸器的(dí)負載(zǎi)最大，但並不是(shì)每次(cì)的(dí)幹擾幅(fú)值(zhí)都是(shì)最高的(dí)，而(ér)有(yǒu)時(shí)屏(píng)幕(mù)上也會出現一些幅值(zhí)很高的幹擾脈衝(chōng)，但(dàn)此時(shí)最(zuì)大的(dí)接觸(chù)器卻並(bìng)沒有(yǒu)動作。並(bìng)且係統(tǒng)停(tíng)機時，屏(píng)幕上(shàng)並(bìng)沒有出(chū)現很(hěn)高(gāo)的幹擾脈(mài)衝。

這就意味著：櫃內(nèi)每(měi)個接觸器或者繼(jì)電器(qì)動作(zuò)時(shí)，都(dū)有可(kě)能導致CPU停機。但這(zhè)與我們觀察到(dào)的(dí)情(qíng)況似乎(hū)有(yǒu)些(xiē)矛盾，因為(wéi)我(wǒ)們(mén)逐(zhú)漸(jiàn)發現(xiàn)，係統確(què)實(shí)是(shì)在(zài)關斷(duàn)閥體的時(shí)候(hòu)容易停(tíng)機(jī)，盡管不(bù)是每次動作(zuò)都(dū)停(tíng)機(jī)，但(dàn)每(měi)次停(tíng)機幾乎(hū)都是係統的關(guān)料閥動作(zuò)到(dào)位時發生(shēng)的(dí)。但為什麼(mó)停機時(shí)沒有看(kàn)到最大的(dí)幹擾脈衝出(chū)現呢(ní)？

帶著(zhuó)疑問(wèn)，我(wǒ)們(mén)進(jìn)行了多(duō)次(cì)的(dí)測(cè)試(shì)，直到(dào)有(yǒu)一次，我(wǒ)們看(kàn)到CPU停機(jī)的(dí)時刻，剛好(hǎo)是(shì)接觸(chù)器斷(duàn)開(kāi)的瞬間，同時在示波器(qì)上(shàng)發現(xiàn)我(wǒ)們也(yě)發(fā)現了(liǎo)一個非(fēi)常(cháng)大(dà)的幹(gān)擾(rǎo)脈衝

至此(cǐ)，我們終於(yú)看到(dào)了該斷(duàn)路器斷開(kāi)的瞬(shùn)間，出(chū)現了(liǎo)較大(dà)的(dí)幹(gān)擾(rǎo)脈衝(chōng)，導致CPU停機。原(yuán)來(lái)，最(zuì)終(zhōng)還(huán)是這(zhè)一(yī)個接觸器引起(qǐ)了係統(tǒng)停機等等一係列的故障(zhàng)。當然，根(gēn)據我(wǒ)們(mén)建(jiàn)議(yì)，現場(cháng)將(jiāng)該接(jiē)觸(chù)器(qì)外(wài)麵(miàn)增(zēng)加吸收回(huí)路後，問(wèn)題(tí)得(dé)到的解決。

但(dàn)這裏有(yǒu)個問題，就是(shì)為何停機時示(shì)波(bō)器(qì)並(bìng)不是(shì)每次都(dū)能(néng)抓到最大的幹擾脈(mài)衝？我們(mén)的分(fēn)析(xī)，認為(wéi)應該是由於(yú)設備動(dòng)作(zuò)時(shí)，並不見(jiàn)得每(měi)次(cì)都能產生最大的幹擾；另(lìng)外(wài)，係統幹擾(rǎo)可(kě)能(néng)是一(yī)個累(léi)積的(dí)過(guò)程，由(yóu)於之前感(gǎn)性設備(bèi)斷開時(shí)產生的(dí)幹(gān)擾沒有能及(jí)時(shí)地(dì)釋放(fàng)掉，因(yīn)此甚至(zhì)隨(suí)後(hòu)的一個很小的幹擾也會最(zuì)終導致(zhì)係(xì)統出現問(wèn)題(tí)。

總結(jié)

通過這(zhè)個(gè)現場出現的問(wèn)題，我(wǒ)們可以(yǐ)總(zǒng)結出以下(xià)兩(liǎng)點(diǎn)，是現場比(bǐ)較關鍵的(dí)：

1） 自動(dòng)化(huà)現(xiàn)場(cháng)的接觸(chù)器，繼(jì)電器(qì)等(děng)帶(dài)感(gǎn)性(xìng)負(fù)載(zǎi)綫圈(quān)的設備(bèi)必須增加浪(làng)湧吸收(shōu)回路；
2） 現場電氣(qì)係(xì)統必(bì)須(xū)接地(dì)。