控制系统检维修作业指导书(西门子400)

1、控制系统检维修作业指导书(西门子400）1 总则1.1编写目的1.1.1为规范浙江中控技术股份有限公司北海炼化维保团队对于SIMENS S7-400控制系统的日常维护和大修检修作业行为。1.1.2 为有利于检修方提高检维修工作效率，确保检维修工作质量，避免检维修作业中的错误与失误，强化维修人员的故障处理能力，提供完善、标准、规范的检修作业程序。1.1.3 为有利于检修资料归档。1.2 适用人员本作业指导书为所有浙江中控技术股份有限公司北海炼化维保团队作业人员所共同遵守的质量保证程序。1.3 适用范围适用于中国石化北海炼化有限责任公司对SIMENS S7-400控制系统的日常维护、故障处理、检修

2、等作业，其他DCS控制系统可参考使用。1.4 编写依据本规程依据SIMENS S7-400系列可编程控制器的相关技术资料编写。1.5 确保目标1.5.1确保SIMENS S7-400集散控制系统在日常维护及大修的检修全过程无不安全因素发生。1.5.2确保SIMENS S7-400集散控制系统检修项目的验收率、合格率为100。2 概述2.1 系统简介 Simatic S7-400（CPU 417-4H）可提供最大131072/131072个远程数字量I/O、最大8192/8192个远程模拟量I/O、30多种模块以满足开关量、模拟量以及过程控制等要求。S7-400可编程控制器采用模块化设计，不同模

3、块可灵活组合。一个系统可包括： l 电源模件(PS): 将S7-400连接到120/230VAC或24DC电源上。 l 中央处理单元(CPU)：有多种CPU可供用户选择，有些带有内置的PROFIBUS-DP接口。l 数字量输入和输出(DI/DO)和模拟量输入和输出(AI/AO)的信号模件(SM)。l 通讯处理器(CP)：实现总线连接和点到点连接。l 功能模件(FM)：专门用于计数、定位、凸轮等控制任务。通讯能力包括以太网(ETHERNET) 总线，PROFIBUS总线(见图8-8-1)，MPI总线，AS-i总线。图 4-1 Simatic S7-400 系统图说明： a. SICAM STAT

4、ION为SOE记录站；b. SIMATIC H(1)、SIMATIC H(2)为S7-400 PLC；c. ET 200M为分布式I/O。本规程是基于S7-400（CPU 417-4H）(以下简称S7-400)系统编写的。由于系统的硬件、软件不断的更新和各个系统配置情况差异，其它的版本与之有冲突的地方可参考有关资料。3 人员要求及职责分工3.1 日常维护3.1.1日常维护人员职责 对本人所辖设备的健康运行、稳定运行负责，保证管辖设备的日常维护工作，保证管辖设备的故障及时消除。3.2日常维护监护人员职责 监护人应是具有相关工作经验，熟悉设备情况和相关规定的人员， 监护人必须清楚工作的内容、目的和

5、要求，以及可能需要采取的安全措施情况。3.2大修检维修3.2.1检维修作业人员要求 必须是浙江中控技术股份有限公司认证的系统维护工程师，同一项工作的参加人员不少于两人，监护人员不少于一人。3.2.2 检维修作业人员职责 明确所负责检修的项目，对检修过程中的人身安全、设备安全负责，监督各项安全技术措施的落实执行情况。负责做好工作过程中（检修、试验等）的检修技术交底和安全措施交底工作，并做好记录。3.2.3检维修作业质量验收人职责 保证质量监督的有效工作，负责质量事故的处理,建立质量保证体系。4 工器具及备件材料准备及要求4.1 检修所需测量用具准备序号工具名称型号数量1万用表FLUKE 17B1

6、2信号发生器FLUKE 741B14.2 检修所需工器具准备序号工具名称型号数量1螺丝刀大一字12螺丝刀小一字13尖嘴钳14斜口钳15 验电笔14.3 检修所需试验器具及电动工器具准备序号试验器具名称型号数量1吸尘器14.4 检修所需参考图纸资料序号资 料 名 称资 料 图 号1机柜接线图2系统组态图3S7-400系统硬件手册4其他4.5 工作所需备品配件准备序号名称规格型号单位数量1S7-400模件AI DI输入块根据实际而定2S7-400模件DO输出块根据实际而定3S7-400外配P+F 安全栅、浪涌块根据实际而定4熔丝0.5A、1A、3A个根据实际而定5 技术要求及质量标准5.1 环境技

7、术标准5.1.1 对系统供电要求a. 标称电压 120/230VAC允许范围 85132VAC/170264VACb. 标称频率 50/60Hzc. 允许范围 4763Hz5.1.2 对接地要求a. 主参考地接地电阻：<5b. 本安系统接地：<10c. AC安全接地：<100d. 主参考接地要求单点接地；各个接地棒之间的距离要求大于3m。接地线径要求大于5.2mm。5.1.3 环境条件5.1.3.1 S7-400系统模板对脉冲状干扰的EMC响应：见表4-1序 号脉冲状干扰试验电压相当于严重性等级1按IEC 1000-4-2的静电放电对空气放电：±8kV接触放电： &

8、#177;6kV32脉冲串（按IEC 1000-4-4的快速瞬时干扰）2kV （电源线）2kV （信号线>3m）1kV （信号线<3m）33按IEC 1000-4-5的高能信号脉冲（浪涌）l 不对称耦合l 对称耦合2kV（供电线）直流电压有保护元件2kV（信号线/数据线）仅>3m，可能有保护元件1kV（供电线）直流电压有保护元件1kV（信号线）仅>3m，可能有保护元件3表4-1 S7-400系统模板对脉冲状干扰的EMC响应5.1.3.2 S7-400系统模板对正弦干扰的响应：见表4-2序 号正弦干扰试验电压相当于严重等级1按ENV 50140的高频干扰（电磁场）按ENV

9、 5024010V/m，有80MHz-100MHz范围的80%幅值调节10V/m有900MHz的50%脉冲调制32按ENV 50141，在电缆和电缆屏蔽上的高频干扰试验电压10V，有在9MHz-8MHz范围内的80%脉冲调制3表 4-2 S7-400系统模板对正弦干扰的响应5.1.3.3 运行环境的气候条件：见表 4-3序 号内 容允许范围备 注1温度0602温度变化最大10/小时3相对湿度最大95%，25无凝结表 4-3 S7-400模板的运行环境气候条件5.2 质量标准1.图纸、设备说明书等设计文件；2.石油化工仪表工程施工技术规程SH/T3521-2007；3.自动化仪表工程施工质量验收

10、规范GB50131-2007；4.自动化仪表工程施工及验收规范GB50093-2002；5.石油化工分散控制系统设计规范 SH/T3092-1999；6.石油化工安全仪表系统设计规范 SH/T3018-2003；7.石油化工仪表供电设计规范 SH/T3082-2003；8.石油化工仪表接地设计规范 SH/T3081-2003；9.石油化工工程施工及验收统一标准SH3508-2011；应执行的技术标准包括但不限于上述所列标准规范，相关标准规范如有更新，按最新颁布的标准规范参照执行。6 作业风险危害识别及安全措施序号工作内容危险点分析应采取的预防措施1隔离措施无票作业工作负责人按照规定要求办理检修

11、作业票手续。2防止走错位置、间隔，引起设备误跳闸。核对检修设备名称，确认设备与工作票内容相符合，确认隔离措施已经执行。3防止人身触电。设备的电源开关均已停电，并悬挂警示牌。4着装装备工作人员戴帽、着装不当，易造成自身保护、防护能力不够。工作人员必须按规定戴好安全帽，5工作人员戴帽、着装不当，易造成自身保护、防护能力不够。工作人员必须穿合格的工作服和绝缘鞋。7作业环境工作现场照明充足。8材料、工器具、零部件定置管理。7 日常维护和检查7.1 日常维护项目日常维护项目是每天巡检必须检查的内容，是系统正常运行的保证。其内容如下：7.1.1 系统安置场所的温度和湿度等运行环境条件是否在规定的技术指标范

12、围内。7.1.2 打印机的工作状态，包括打印机是否正常工作、打印是否清晰，及时补充打印纸、更换墨盒或色带。7.1.3 检查报警记录是否有系统报警， 如发现有系统报警，要及时做相应处理。7.1.4 机房卫生清扫。7.1.5 对每个站、机柜进行日常点检和维护7.1.5.1 操作员站、工程师站a. 检查画面调用是否正常。b. 数据显示是否正常。c. 历史记录定期清理，一般为半年一次。d. 检查软驱、光驱工作是否正常。e. 检查主机的前板风扇、电源风扇运转是否正常，在粉尘较多的环境下运行的主机，要有风扇备件。f. 每月进行风扇和滤网清洁。g. 每月进行显示器、机箱清洁。7.1.5.2 机柜a. 检查各

13、模板工作是否正常（主要根据指示灯进行判断）。b. 检查机柜风扇运转是否正常。7.2 在线诊断测试及诊断检查内容在系统运行状态中，PLC的有关状态将被监视。8个SITOP电源当有任意1个电源因非人为因素掉电，OS站或ES站会有报警并被记录。S7-400系统DP网络故障、S7-400系统本身发生系统故障、具备自检能力的AI模板的故障等将被记录和报警。通过Step7的在线检测功能，也可以查询PLC的状态和诊断信息。7.2.1 在线诊断的方法a. 进入Step7的编辑器SIMATIC Manager。b. 打开本系统的项目组态程序。c. 用鼠标选中SIMATIC H1CPU 417H，在选中PLCmo

14、dule information,在弹出的对话框中选中diagnose buff，从中可查询CPU的状态。当出错时则可查出出错点及原因，也可得到相应的解决方法。d. 在上述PLC菜单中还可以诊断硬件，切换操作模式，清除内存，监视或强制参数等功能。7.2.2 在线检查内容a. 检查在线程序系统运行状况。b. 检查各模件的运行状况。c. 检查通讯网络的状况。7.2.3 硬件及软件运行情况对于系统的硬件和软件的运行状况由在线诊断功能可以看到。7.3 故障处理7.3.1 电池故障：CPU上两个电池均处在监视状态，备用电池故障灯亮。可能原因：电池未装；电池电压低（电量不足）。处理方法：更换电池。7.3.

15、2 PS故障灯亮可能原因：接受的电压超限； 短路； 输出电压不稳定； 模板损坏。处理方法：根据上述可能原因排查，如须更换电源模板，先关闭故障模板的电源开关、更换卡件，再恢复供电。7.3.3 PLC非正常停机a. PLC处在STOP状态、红灯亮可能原因：相当数量的卡件掉电，CPU运行时间长期被硬件中断占用，超出CPU中设定的WatchDog时间。处理方法：调整CPU中的时间。b. PLC处在STOP状态，所有灯在闪烁可能原因：有通讯卡件的接口松动。处理方法：检查卡件接口；重新启动CPU，如不行，清内存并重新下载硬件、软件并重新启动CPU。7.3.4 PLC无法进入冗余状态7.3.4.1 同步模块

16、故障灯亮，REDF灯亮，S7-400 H 系统处在单机运行状态。可能原因：a. 未安装同步模块；b. 用于连接的同步模块的光缆未接或断线；c. 光缆连接有问题，如没有将同步模块的上口连上口，下口连下口；d. 同步模块的前盖板没有紧固，同步模块未工作；e. S7-400系统中的一子系统故障或掉电。处理方法：按上述可能原因进行排查，如须更换同步模块，按以下步骤：a. 先去除同步模块上光缆；b. 将standby的CPU切至RUN；c. 从standby的CPU上拔出同步模块；d. 再插入新的同步模块；e. 再启动standby的CPU；f. 若在第e步中，standby的CPU处在STOP状态，则

17、拔除master上的同步模块；g. 将新的同步模块插入master；h. 启动standby的CPU。7.3.4.2 初始状态：S7-400系统处于单机运行状态，试图将另一子系统切至RUN并进入冗余模式。在将钥匙开关切至RUN时，REDF的指示灯未闪烁。数秒后，系统未进入冗余模式。可能原因：ES站正处在在线监视或修改状态，如modify and monitor被打开并处于在线连接状态。 处理方法：ES站退出在线连接状态，重新尝试切换PLC系统运行模式。7.3.5 模块故障模块故障报警，CPU上内部故障灯亮，模块所在的ET200上的系统故障灯亮。模块的故障灯亮。可能原因：模块损坏、掉电或检测到故

18、障。处理方法：更换模块（带电拔出模块，去除连线，更换新的模块）。如是AI模块，检查是否接入的信号线断线。7.3.6 DP网络故障CPU的DP总线故障红灯常亮或闪烁，相关ET200的DP故障灯亮。CPU无法进入RUN模式。可能原因：ET200站间有中断电阻（位于总线连接头上）被接上； 总线连接头上的终端电阻未接上； ET200站地址被改动，与硬件组态不同。处理方法：按上述可能原因进行排查，并做相应处理。7.3.7 WinCC及通讯故障a. 在WinCC处于运行状态时，出现提示，告知无授权。可能原因：有授权未安装（OS站需要如下授权：WinCC授权、S7-5412授权、Redconnect的授权）

19、。处理方法：安装授权。b. WinCC无法取到数据可能原因：通讯中断； CP5412损坏。处理方法：检测CP5412，在set PG/Pcnterface中的CP属性中测试CP工作状态。若CP完好，在CP诊断中检测网路状况。c. WinCC运行出错WinCC无法打开项目文件。可能原因：项目文件受损； Sybase数据库受损； 硬盘容量太小。处理方法：用备份文件恢复； 检查硬盘容量，删除临时文件； 勿擅自对硬盘进行格式化，磁盘优化或磁盘整理工作，否则可能造成授权丢失。d. 网络通讯中断可能原因：PLC上的CP切至STOP模式； PROFIBUS电缆断线； PROFIBUS电缆连接头的终端电阻被接

20、上； 相关OLM掉电； 光缆断线。处理方法：按上述可能原因进行排查，并做相应处理。7.3.8 状态量信号与现场不符可能原因：掉线；相关保险丝熔断。处理方法：更换保险丝；检查线路的绝缘性。7.3.9 DO隔离继电器不动作可能原因：DO模件无输出,模件通道坏或模件电源不正常；继电器公用线电压不对或掉线；继电器坏。处理方法：按上述可能原因排查，并做相应处理。8 大修8.1 主要项目a. 彻底清洁室内卫生，清洁插件板和机柜，清洁主机箱。b. 接地检查，接地电阻符合规定要求。c. 系统电源检查。d. 网络检查。 e. 各模件检查。 f. 各I/O点接线正确，模拟量、数字量输入/输出正确。 g. 控制逻辑

21、正确。 h. 冗余系统切换检查。8.2 大修前准备工作a. 对系统进行在线检查。b. 检查统计缺陷。c. 备份系统文件，包括S7的项目文件、Wincc的组态文件（画面、数据库等）， 制定大修计划任务书、PLC系统检修记录卡。d. 准备系统资料、接线图纸、材料、备件等。8.3 清洁工作系统全部停电后，认真做好机房、控制室内的系统部件的清洁工作，主要完成下列项目：a. 清除工控机及模件上的灰尘及接插头部分的灰尘。b. 拆除硬盘，软盘驱动器，小心打开前盖及外壳，仔细清除灰尘。c. 清除机箱内部的灰尘及表面污迹。d. 清除操作台上的灰尘和污迹。e. 清除打印机、键盘、显示器上的灰尘和污迹。f. 清除端

22、子排积灰。8.4 系统诊断及检查检修期间，应对系统内各站及外部设备、现场总线组件及其他接口组件等进行全面的诊断测试，同时，将诊断结果记录备案。8.5 主从CPU的切换在冗余运行状态下，把主CPU切至STOP状态，另一CPU应成为Master，Master指示灯亮，表示切换成功。8.6 I/O卡件性能检查I/O卡件按要求进行测试。8.7 备品备件上机测试对备品备件需进行上机测试，以检测备品备件的可靠性。8.8 系统文件备份系统备份是一项重要工作，是快速恢复系统正常运行，保证设备安全、稳定运行的主要安全措施。并要求一式两份，异地存放，妥善保管。8.8.1 STEP 7 的备份进入Step7Manager,在File下有一选项：Archive。选此选项进入Step7项目的压缩归档。指定要归档的项目