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SIEMENS控制系统维修维护培训,控制系统构成控制系统的故障诊断及排除,控制系统构成,Profibus-DP,PROFIBUS（以太网）,ET200M(S3),ET200M(S5),ET200M(S4),AS-400,AS-400,OS,ES/OS,ET200M(S6),AS-400控制站分布式I/OET200M工程师站/操作员站（西门子工控机）操作员站（西门子工控机）网络通讯卡（CP5611，CP1613）系统组态软件STEP7工业监控软件WinCC,控制系统构成,AS-400控制站：18槽底板：UR2-H电源模块：PS407（插入1，10槽）中央处理器：CPU412-2DP（插入2，11槽）Profibus-FMS通讯模块或工业以太网卡：CP443-5或CP443-1输入输出信号模块（SM）,控制系统构成：AS-400控制站,底板的作用：安装各种模块（如：PS，CPU，CP，I/O模块等）提供背板总线：I/O总线；通讯总线通过背板总线实现各模块之间的数据和信号交换电源模块所提供5VDC和24VDC通过背板总线供给各模块,控制系统构成：AS-400控制站-底板,底板的类型：通用型UR：UR1，UR2，UR2-H中央底板型CR：CR2扩展底板型ER：ER1，ER2,控制系统构成：AS-400控制站-底板,控制系统构成：AS-400控制站-底板,背板总线：I/O总线：并行的背板总线，用于作高速的I/O信号交换。通过I/O总线，各种I/O模块的过程数据得到实时处理。通讯总线：串行的背板总线，用于作大量的并行式I/O信号的高速交换，如各种通讯、功能模块等与CPU之间的数据交换。,控制系统构成：AS-400控制站-底板,安排模块的规则：电源模块必须插在底板的最左边（槽1）。当采用UR2-H时，电源模块必须插在每个分段的第一个槽。在扩展底板中，接收IM模块必须插在底板的最右边。当采用UR2-H时，接收IM模块必须插在每个分段的最后一个槽。,控制系统构成：AS-400控制站-底板,各种模块在不同底板中的应用,控制系统构成：AS-400控制站-底板,控制系统构成：AS-400控制站-电源模块,电源模块的特点：采用封闭结构的模块设计，安装在底板上。插入式的AC/DC供电连接。保护级别：IP20。两种输出电压：5VDC和24VDC，并公用一个地。监视两个输出电压，如其中一个发生故障，该模块输出一个报错信号给CPU。具有输出短路保护功能。,电源模块的特点：具有电池后备功能。当掉电时，所有的参数设置和内存里的内容由电池保持。在前面板上有运行和故障指示灯。,控制系统构成：AS-400控制站-电源模块,控制系统构成：AS-400控制站-电源模块,电源模块各个指示灯的含义：“INTF”内部错误指示灯为红色表示有内部错误；灯熄灭则表示正常。“DC5V”指示灯为绿色表示正常，灯熄灭则表示5伏输出电压故障。“DC24V”指示灯为绿色表示正常，灯熄灭则表示24伏输出电压故障。,控制系统构成：AS-400控制站-电源模块,电源模块各个指示灯的含义：“BAF”电源后备故障指示灯为红色表示后备电池电压低，灯熄灭则表示正常。“BATTF”后备电池故障指示灯为黄色表示后备电池空或没有，灯熄灭则表示正常。,控制系统构成：AS-400控制站-电源模块,CPU的作用：整个控制系统的核心储存和运行操作系统程序储存和运行用户程序与各种功能模块及I/O模块进行数据交换进行实时的连续及顺序控制（如PID控制，泵和电机的启停等用户所需的控制）完成自诊断，接收各种模块的诊断信息。,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,CPU内存分配：装载存储器：用于储存用户程序，可扩展。工作存储器：用于运行用户程序，内置。系统存储器：用于输入/输出变量，中间变量，数据块，计时器，计数器，块堆栈，中断堆栈及暂存变量区，可扩展。,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,CPU中运行的程序：操作系统用户程序,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,操作系统的任务：处理CPU再启动。刷新过程映象的输入部分及将输出部分送出。执行用户程序。检测中断并执行中断程序。检测并处理错误。管理内存。与操作员站、工程师站及其它设备通讯。,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,用户程序的任务：执行用户所规定的控制任务。指定CPU重新启动后的初始值。处理过程数据（如AI，AO，DI，DO等）。处理程序运行过程中干扰。,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,CPU程序执行顺序：,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,CPU前面板上的指示灯：,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,CPU模式选择开关,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,控制系统构成：AS-400控制站-CPU,通讯模块的作用：用于连接Profibus-FMS或以太网的通讯接口模块。将CPU所有的过程数据通过通讯模块传送给所有连在网上的操作站和工程师站。将所有的操作站和工程师站写下数据通过通讯模块传送给CPU。,控制系统构成：AS-400控制站-通讯模块,通讯模块的作用：在首次下装后，通过通讯模块工程师站或编程器可以对CPU进行组态。在工程师站或编程器上通过通讯模块对CPU进行在线监视。在工程师站或编程器上通过通讯模块对CPU进行在线诊断。,控制系统构成：AS-400控制站-通讯模块,控制系统构成：AS-400控制站-通讯模块,控制系统构成：AS-400控制站-通讯模块,AS-400控制站的安装：安装底板安装电源模块安装CPU安装通讯模块,控制系统构成：AS-400控制站,AS-400控制站的安装：,控制系统构成：AS-400控制站,AS-400控制站电源模块的接线：,控制系统构成：AS-400控制站,AS-400控制站电源模块的接线：,控制系统构成：AS-400控制站,AS-400控制站接线时线径的规定：,控制系统构成：AS-400控制站,AS-400控制站的接地：,控制系统构成：AS-400控制站,信号模板(SM)-对各种通用信号都适合的模板,信号模板可用于所有的通用信号可连接在任何地方带中断和诊断功能的信号模板可以更加快速的响应预接线技术使得安装/维护简单化螺钉型/弹簧型/簧片端子简单,快速的模板更换甚至可以在运转过程中更换模板高度的集成节省空间,数字量信号模板-适用于所有的应用,(*viaET200M),数字量输入24-60VAC/DC80-264VDC74-264VAC-16,32Switches2-wireBEROsutc.TypATypBxNamur/Ex(i),数字量输出5-138VDC5-264VAC.0,5/1/2A8,16,32电子式/继电器TypATypBxNamur/Ex(i),电压范围.电流范围通道数传感器.诊断Ex(i)*,模拟量信号模板-适用于所有的应用,模拟量输入+/-80mV.10V,+/-20mA,4.20mAetc.8,16Pt100,Pt1000,Ni100,thermocouplesB,R,S,T,E,J,K,N,U,L8to16-bitincl.Signbit0.05.100msTypATypBxEx(i),模拟量输出+/-10V,0.10V+/-20mA,4.20mA,etc.8-12-bitincl.Signbit0.4.1msTypATypBxEx(i),电压范围电流范围通道数量传感器(包括线性化)分辨率转换时间诊断*特殊特性*,(*viaET200M),分布式I/OET200M的特点：基于高速的Profibus-DP，可以与CPU进行高速的数据交换。可安装在控制室，也可安装在现场。如安装在现场，可大大地降低电缆成本。克服传统的PLCI/O模块只能安装在控制室的弱点。为将来连接基于Profibus-DP的变送器和变频器作好准备。可以带电更换模块。,控制系统构成：分布式I/OET200M,Profibus-DP：Profibus-DP是开放总线系统，采用“DP”传输协议。“DP”为德文分布式I/O的缩写。Profibus-DP使CPU和分布式I/O之间进行高速、循环的数据交换。Profibus-DP可以是电气网络（采用屏避双绕线），也可以是光纤网络（采用光缆）。电气的Profibus-DP传输速率与距离有关，见下表。主从方式，CPU为主站，分布式I/O为从站。,控制系统构成：分布式I/OET200M,控制系统构成：分布式I/OET200M,分布式I/OET200M的构成：安装导轨。Profibus-DP接口模块IM153-1，2，3。S7-300的I/O模块。每个ET200M只能安装8块I/O模块。Profibus-DP总线连接器和电缆。如需要带电更换模块功能。则要安装总线模块（PS/IM，IM/IM，BM）。,控制系统构成：分布式I/OET200M,控制系统构成：分布式I/OET200M,分布式I/OET200M的构成：安装导轨。Profibus-DP接口模块IM153-1，2，3。S7-300的I/O模块。每个ET200M只能安装8块I/O模块。Profibus-DP总线连接器和电缆。如需要带电更换模块功能。则要安装总线模块（PS/IM，IM/IM，BM）。,控制系统构成：分布式I/OET200M,Profibus-DP接口模块IM153-2：与8个I/O模块组成Profibus-DP网上的一个站。接受24伏电压，通过背板总线向I/O模块提供电压。通过背板总线与I/O模块进行数据交换。通过Profibus-DP与CPU进行数据交换。,控制系统构成：分布式I/OET200M,Profibus-DP接口模块IM153-2：,控制系统构成：分布式I/OET200M,IM153-2指示灯的显示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,IM153-2指示灯的显示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,IM153-2的地址设置：1125,控制系统构成：分布式I/OET200M,Profibus-DP的连接：,控制系统构成：分布式I/OET200M,ET200M的安装：安装导轨安装总线模块安装IM153和I/O模块在前端连接器上接线后，将前端连接器插入I/O模块。,控制系统构成：分布式I/OET200M,ET200M的安装：,控制系统构成：分布式I/OET200M,ET200M接线时线径规定：,控制系统构成：分布式I/OET200M,ET200M接线时线径规定：,控制系统构成：分布式I/OET200M,I/O模块接线：,控制系统构成：分布式I/OET200M,I/O模块接线：,控制系统构成：分布式I/OET200M,ET200M的接地：,控制系统构成：分布式I/OET200M,I/O模块类型的识别：6ES7331-7RD00-0AB0,控制系统构成：分布式I/OET200M,模块的性能,第一个数字表示系列：“4”为S7-400的模块“3”为S7-300的模块后两个数字表示类型：“21”为数字量输入“22”为数字量输出“31”为模拟量输入“32”为模拟量输出,表示系统：6ES5为S5系统6ES7为S7系统,热电偶输入模块的数值表示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,控制系统构成：分布式I/OET200M,热电阻输入模块的数值表示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,热电阻输入模块的接线：,控制系统构成：分布式I/OET200M,本安型模拟量输入模块的数值表示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,本安型模拟量输入模块的两线制接线：,控制系统构成：分布式I/OET200M,本安型模拟量输入模块的四线制接线：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输入模块的数值表示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输入模块的量程模块使用：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输入模块的量程模块使用：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输入模块的量程模块使用：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输入模块的量程模块使用：,控制系统构成：分布式I/OET200M,模拟量输出模块的数值表示：,控制系统构成：分布式I/OET200M,PROFIBUS的安装：将Profibus电缆与总线连接器相连。将总线连接器安装在通讯模块上。将总线连接器安装在工控机的CP5611上在工控机的“控制面板”中用“SetPG/PCInterface”设置操作员站和工程师站的Profibus地址。在STEP7中设置控制站的Profibus地址。,控制系统构成：PROFIBUS网,对于日常维修维护需要了解和掌握以下内容：系统硬件组态。I/O地址和变量地址。如何使用变量表监视变量？如何获得诊断信息？了解STEP7的程序结构。了解符号表的建立。,控制系统构成：系统组态和编程软件STEP7,I/O地址和变量地址：模拟量输入用“PIW”加数字。模拟量输出用“PQW”加数字。数字量输入用“I”加数字。数字量输出用“Q”加数字。中间变量用M0.0，MW100，WD102。数据块变量用DB1.DBX9.0，DB1.DBW10，DB1.DBD12。,控制系统构成：系统组态和编程软件STEP7,STEP7的程序结构：,控制系统构成：系统组态和编程软件STEP7,PID算法公式：PID_OUTV(t)=KcER(t)1+t/Ti+(Td/Tm_lag)e-t/Tm_lag,控制系统构成：系统组态和编程软件STEP7,控制系统构成：系统组态和编程软件STEP7,对于日常维修维护需要掌握以下内容：如何运行一个WinCC的项目？如何停止一个WinCC的项目？,控制系统构成：工业监控软件WinCC,创建一个WinCC项目按以下步骤：插入一个合适的网络通讯驱动程序。在位号管理器中建立相应的位号。设计各种显示画面。组态位号归档。组态趋势曲线。组态报警。,控制系统构成：工业监控软件WinCC,电源模块故障诊断及排除,控制系统故障诊断及排除,电源模块故障诊断及排除,控制系统故障诊断及排除,电源模块故障诊断及排除,控制系统故障诊断及排除,CPU故障诊断及排除：观察CPU故障指示灯。所有的故障信息都存放“DiagnosticBuffer”中。由于故障使CPU由运行变为停止，利用STEP7在线诊断功能寻找故障原因。利用STEP7在线诊断功能寻找故障原因。根据故障原因来排除。,控制系统故障诊断及排除,CPU故障诊断包括：通讯模块，I/O模块及功能模块的内外部错误。系统错误。操作模式的改变。用户程序的错误。插/拔模块。,控制系统故障诊断及排除,寻找CPU停止的原因：在STEP7中有两种方法：在运行的项目中，选择出错的CPU，在菜单中选“PLC”，下拉菜单选“ModuleInformation”，就会弹出下页所示窗口，点击“DiagnosticBuffer”，将显示CPU所得到诊断信息。选择出错的CPU所在的控制站，在右边栏中点击“Hardware”一项，就会显示该控制站硬件组态，点击工具栏中，使工程师站与控制站在线连接，点击CPU，就会弹出下页所示窗口，点击“DiagnosticBuffer”，将显示CPU所得到诊断信息。,控制系统故障诊断及排除,控制系统故障诊断及排除,寻找CPU停止的原因：在“DiagnosticBuffer”窗口中会显示引起CPU停止的原因。如果原因是程序错误，将会看到下列信息：“STOPbecauseprogrammingerrorOBnottoload”表示CPU已发现程序错误，试图启动一个不存在的OB并准备处理程序错误。在下面错误信息中，可查到具体的出错程序，并选中这个程序和点击“OpenBlock”按钮即打开该程序。下面窗口所示。,控制系统故障诊断及排除,控制系统