西门子变频器常见故障现象及维修实例
变频器和交流电机组成的交流调速系统具有更宽的允许电压波动范围、更小的体积、更强的通讯能力,更优良的调速性能,在工矿企业中得到了广泛的应用。在变频器的应用中,也会遇到各种各样的故障现象,借助于变频器完善的自诊断保护功能,并通过平时工作中积累的经验来提高处理变频器故障的技术水平,这将明显地缩短对变频器故障处理的时间。我公司粘胶短纤维生产线上共使用西门子6SE70系列变频器260多台,在应用中因受周围环境条件,如:温度、湿度、粉尘、硫化氢腐蚀性气体等因素的影响,出现的各种故障报警现象也很多,在维修过程中我们积累了一些故障处理、维修维护保养的经验,下面对西门子6SE70系列变频器有代表性的故障现象进行分析介绍。此文中电路板图为维修过程中实际测绘下来的(因文中多次涉及同一电子器件,电路板图未按照顺序排列,论述问题涉及到的部分电路,请参见相关电路板图),仅代表个人意见,供大家在维修时参考。
无后备电池:
如果主存储区中的程序和数据块没有通过电池来备份,则在 POWER OFF/ON 后这些程序和数据将丢失。但是,保持地址区中的数值 - 在硬件配置中组态 (参见表 02) - 将会保持。在 POWER OFF/ON 之后,将会从 FLASH 存储卡 (如果插入的话) 或从内部 FLASH 装载存储卡 (如果存在) 中重新加载运行系统相关的数据块和程序块到主存储区;在主存储区中,将从保持存储区中提取被声明为保持的数据块元素的数值。
而对于非保持的数据块,将从装载存储区中重新加载当前值。如果在装载存储区中,这些数据块中没有当前值,则会从装载存储区中加载初始值。
在 POWER OFF/ON 时,内部 RAM 装载存储区中的数据块和程序块会丢失。
带有后备电池:
如果使用了电池,则会在主存储区中备份程序和所有数据块。在 POWER OFF/ON 后,将会保持这些程序和数据。
如果装配了后备电池,则会保持所有数据块。
可以使用CPU317-2PN/DP替代在iMap中组态的CPU315-2PN/DP吗?
描述:
DP通讯用于主站和从站之间循环的交换用户数据。使用Step7组态,可以给用户数据区分配逻辑地址,这样数据可以通过用户程序的L,T命令进行寻址来循环交换。
由于SIMATIC S7 31x-2 PN/DP CPU具有代理功能 (也就是该CPU代替相应的PROFIBUS的设备在PROFINET上进行通讯),DPV0的从站也可以进行PROFINET CBA通讯。
不像真正的PROFIBUS DP通讯那样,当在iMap中互联工艺模块并且通过默认的区域接口PIO(process image of the outputs)存储时,在DP主站和DP从站间用于用户数据通讯的逻辑地址自动的产生,所以用户不能改变地址的分配。
如果正在用一个 SIMATIC S7 315-2 PN/DP CPU,且其PI (process image)范围仅是0...127 bytes,下载到一个 SIMATIC S7 317-2 PN/DP CPU 其PI范围是0...255bytes,这时通过 CBA (Component-Based Automation)通讯的DP从站的逻辑地址, 如果出于在PIO的范围内,那么用户数据会不断的通过PI的数据传输所覆盖。
补救措施:
通过SIMATIC iMap生成的系统数据不会未经检查就下载到与iMap中所组态的不相符的CPU(包括硬件组态数据)中。 在组态时要注意组态的CPU的PI范围(process image ranges)要与实际组态的CPU(包括硬件组态)相匹配。使用正确的CPU,在firmware版本2.5解决该问题。
当一个DP从站故障时,如何在输入过程映像区被清“0”以前保存它们
解答:
当一个DP从站出故障时,OB86(通过S7-300/400)被调用。可用下列方法“保存”输入的过程映像:
把从站的所有输入循环地复制到一个立的区里。
如果从站出问题,则 OB86 被启动。在此 OB 里可以设一个标志位来可防止进一步的循环复制操作。
当从站恢复后,把 OB86 里的标志位复位。
警告:
此方法并非完全可靠, 因为有可能 OB85或 OB122 在 OB86 之前也被调用。一旦在访问故障从站时寻址出错,这两个块都会被调用。所以你应该也在这些 OB 里设置标志位。 西门子PLC模块
可以使用CPU317-2PN/DP替代在iMap中组态的CPU315-2PN/DP吗?
描述:
DP通讯用于主站和从站之间循环的交换用户数据。使用Step7组态,可以给用户数据区分配逻辑地址,这样数据可以通过用户程序的L,T命令进行寻址来循环交换。
由于SIMATIC S7 31x-2 PN/DP CPU具有代理功能 (也就是该CPU代替相应的PROFIBUS的设备在PROFINET上进行通讯),DPV0的从站也可以进行PROFINET CBA通讯。
不像真正的PROFIBUS DP通讯那样,当在iMap中互联工艺模块并且通过默认的区域接口PIO(process image of the outputs)存储时,在DP主站和DP从站间用于用户数据通讯的逻辑地址自动的产生,
如果一个模块支持诊断功能并且选取了它的诊断中断,那么它就可以识别一个错误,当有错误事件进入或离去时,就会向CPU提出中断申请。操作系统就会调用OB82。在内部变量里OB82包含了错误模块的逻辑基本地址和四个字节的诊断数据,如果没有调用OB82,则CPU就会进入停止模式。
也可以通过系统功能块SFC39到SFC42来禁止或延迟诊断中断OB。
机架故障OB86
如果检测到一个 DP 主站系统或一个分布式 I/O 站有故障(对错误事件进入或离去),该 CPU 的操作系统就会调用 OB 86 。
如果没有调用 OB 86, CPU 就会进入到停止模式。也可以通过系统功能块SFC39到SFC42来禁止或延迟诊断中断OB。
I/O 访问出错OB122
当访问一个模块I/O出错时,该CPU的操作系统就调用OB 122。比方说,CPU在读取信号模块时发现一个读取错误,那么操作系统就会调用OB122
OB122的级与引起错误的OB块的级一样,如果OB122没编程,那么CPU就会从运行模式进入到停止模式。
无备用电池情况关电时的影响与完全复位时的影响一样吗
解答:
不一样。在CPU被完全复位的情况下,其硬件配置信息被(MPI地址除外),程序被, 保持存储器也被清零。 在无备用电池和存储卡的情况下关电,硬件配置信息(MPI地址出外) 和程序被。然而,保持存储器不会被清零。如果在此情况下重新加载程序,则其工作时采用保持存储器的旧值,例如这些值通常来自前 8 个计数器。如果不充分考虑到这一点,会导致危险的系统状态。
建议:
无备用电池和存储卡的情况下断电后,总是要做一下完全复位。 可以将 2 线制传感器连接到紧凑型CPU的模拟输入端吗
解答:
可以将 2 线制和 4 线制的传感器连接到CPU 300C的模拟输入端。使用一个 2 线制传感器时,在硬件组态中将“I = Current”设置为测量类型,与 4 线制传感器的设置一样。
使用SIMATIC S7-CPU的诊断缓冲区
问题:
哪些信息被存储在SIMATIC S7-CPU的诊断缓冲区中?
解答:
系统诊断用于识别、评估和显示发生在自动化系统中的错误。为此,在每个有系统诊断能力的CPU 和模块中,都有一个包含所有诊断结果详细信息的诊断缓冲区。
作为整个系统内的编号(起因)
包括错误发生的位置和时间
错误被模块的操作系统识别并用纯文本显示。历史错误也被记录,因为该错误消息将被自动存储在诊断缓冲区中。
系统诊断的基本功能包括操作系统的所有错误事件以及用户程序的程序顺序中的一些特性,它们存储在诊断缓冲区中,并带有时间,错误编号及附加的相关信息。
此外,用户可以在诊断缓冲区中输入用户自定义的诊断事件(如关于用户程序的信息),或发送用户定义的诊断结果到已连接的站中(监测设备如PG,OP,TD)。
对于故障安全接收块F_RCVDP的输出参数,不要使用在同一个F_RCVDP或者不同的F_RCVDP调用输入参数中已经使用过的参数。否则由于识别出数据有冲突,F CPU将进入STOP模式,或者会得到错误消息:“F_Receive Block xxx can only be called at the beginning of the F program block”。
可以通过过程映像区(PII)使用来自标准用户程序的M区或者来自标准I/O的信号实现标准程序和F程序间的通信。禁止从标准程序到故障安全程序的数据块的写访问。此规则的例外是当使用块F_ACK_OP进行故障安全用户确认时。
在安全程序中,如果希望从标准用户程序(M区或者标准I/O的PII)中读取数据,而该数据可以通过标准用户程序或者运行着的F系统中的HMI所改变,例如由于标准用户程序要被更的时间中断处理,这就需要使用单的M区地址。在进入F程序运行时间之前,立即将数据从标准用户程序写入到这些M区中。然后在安全程序中仅访问这些M区地址就可以了。