西门子S120控制单元维修

上海朕锌电气设备有限公司

西门子S120控制单元维修

近几年化工行业对安全生产的重视，使得越来越多的用户关注SIS系统(安全仪表系统)。

SIS系统按照安全独立原则要求，独立于DCS集散控制系统，其安全级别**DCS。尽管一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置，这样做主要有以下几方面原因：

1)降低控制功能和安全功能同时失效的概率，当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统；

2) 对于大型装置或旋转机械设备而言，紧急停车系统响应速度越快越好。这有利于保护设备，避免事故扩大；并有利于分辨事故原因记录。而DCS处理大量过程监测信息，因此其响应速度难以做得很快；

3)DCS系统是过程控制系统，是动态的，需要人工频繁的干预，这有可能引起人为误动作；而SIS是静态的，不需要人为干预，设置SIS可以避免人为误动作；

4)SIS系统可以保证设备可靠并且安全地停机，可以避免事故扩大化和二次伤害。

在SIS系统中，如何选择更可靠的安全集成解决方案，来避免意外的发生，也逐渐受到客户关注。

IEC61511 是IEC 61508在过程工业领域的应用。它给出了安全仪表系统的规范，设计， 安装运行和维护要求，以及它的应用指南和确定要求的安全完整性等级的指南。

根据IEC 61511的相关规定，需要有相应的证据能够证明这些部件和子系统适用于SIS，证据的适用性应该包括：
1）制造商有完善的质量控制和管理体系.
2）该部件或子系统有适当的标识和技术说明.
3）有在类似的工艺操作状态和独立环境下的良好绩效表现。

在SIS系统中，一般使用安全继电器应用于安全PLC的故障安全输出（FDO）的带载和电气隔离，相对于普通继电器，大大提高了安全系统的安全等级；相对于安全板卡，尺寸小，布置更灵活。

西门子3SK1安全继电器的基本功能:

1）用于ESD系统的输出端，电气隔离（避免漏电流的存在）；

2）降低设备使用周期成本的同时提高了系统的可用性，简化了符合法规的程序获得相关的安全认证；

3）通常可应用于较高SIL3的应用场合。

在化工事故不断发生，且国家严格检查116号文的大背景下，建议客户使用带认证的安全继电器，以便在规范性上无漏洞可抓。西门子3SK1安全继电器能够帮助客户实现SIS系统安全和可靠、高效的运行。

1.应用的基本信息

1.1基本应用信息描述（您所经历过的现场或案例，描述设备运行的异常情况，语言简要、故障要点**，现象表达清楚，涉及具体设备的版本信息，网络规模，主要产品列表等）

    我接触的项目主要是物流分拣机上的，系统构成是由CPU-1515-2 PN作为主控，底下与若干个CPU 1215C PLC进行PN数据通讯，以及连接多个SEW 变频器PN通讯。其中系统配置了2个W734-1 RJ45 无线客户端模块 和2个W774-1 RJ45无线接入点模块进行通讯。这些PLC与主控PLC是通过西门子无线漏波来通讯的。1个无线客户端模块底下连接4个 CPU 1215C 的PLC ,4个PLC之间的网络是串接在一起的。

    系统运行中经常会有CPU 1215C PLC（小车控制单元）掉线，1台PLC控制了32个托盘，掉线会引起32个托盘不能转动，现象是在物流分拣机上不能准确的传送包裹和分拣包裹。

出现状况有以下3种：

    1)   无线客户端掉线，导致4个1215C PLC掉线，大约5秒后会恢复，出现的次数不多

    2)   某一个1215C 掉线或者多个1215C PLC 掉线，大约5秒后会恢复，出现的次数不多。

    3)   某一个1215C 掉线或者多个1215C PLC 掉线，频繁出现。

 2.故障的检测和解决 

2.1 故障或问题分析（根据故障或问题，进行分析，从而提出潜在的一些解决方案用于解决该问题）

      目前为止，每个项目上都会有小车PLC掉线的状况，个人认为这或许是无线通讯的弊端吧。另外我觉得和系统现场无线设备的信道、设备的干扰（接地等措施），以及网线的布置（是否有破损）、网线接头的牢固等一些现场施工上的问题。 

2.2 故障或问题处理（根据分析各种导致故障的可能性，逐步排查，描述您解决此问题的操作步骤，较终确认原因，排查过程有条理，思路清晰）

     1)   面对信道干扰：我通过西门子无线漏波的网页登录，查看信道连接。或者通过手机APP Wifi Analyzer实时查看现场无线路由器的信道，发现了现场的无线设备信道上有冲突，于是和客户沟通，让客户将信道进行更改。

     2)   某个或者多个PLC掉线，5秒后会自然恢复，出现的次数不多，这个不知是何原因。

     3)   某个或者多个PLC掉线，经过现场检查，发现都是由于网线有破损，更换网线后运行正常

 3.实践联系理论

    项目上遇到问题，首先是需要多观察、多记录。无线通讯上的问题，比较棘手。

    通过西门子无线通讯网页登陆可以查看到无线漏波通讯的质量，以及客户端连接到实际AP的情况。

 4.经验总结

 4.1遗留的问题（故障排查后，是否对故障或者解决问题的方式仍然有些疑问或者不理解的地方）

      某个小车PLC和多个PLC偶尔还是会有短时间（5秒）内的掉线，然后会自然恢复，不知是何原因？

 4.2改进方法（解决问题后，根据原因结果，针对故障现象可以采取的预防措施，技术要点等。可以提出更好的解决方式或建议）

      经过几个项目的实践，我认为以下几个方面需要注意

      1)   现场信道的规划，需要和客户沟通好，明确告诉客户系统的信道需要区分开

      2)   现场的施工检查：桥架的接地，设备的接地，网线的PN接头，网线的固定等等。

      3)   网络的架构：串接在一起的网络是否有改进的地方？

为了进一步熟悉一下1200的运动指令，编一段小顺控来完成较后的PTO模式的学习。小顺控一共分五步。

第一步：轴以快速定位速度定到**位置。

第二步：轴一增量速度1移动增量1。

第三步：以增量速度2移动增量2。

第四步：延时设定的时间，单位0.1秒。

第五步：轴**回到零位。

      不知大家1200用SCL语言编顺控程序是怎么样实现的，我的方式是用case语句。当前步值就是CASE 条件变量值，通过变量步值来执行不同的程序段。下面开始编程流程

第一步增加了一些必须的变量,设定参数都需要勾选数据保存项

西门子S120控制单元维修

HMI做个用于监控和设定参数的小界面，包括启动循环和停止循环的按键，设定循环参数，监控轴状态位置和循环时间。

增加了个系统组织块OB30，中断时间设置成100ms。为了做一个0.1s单位的定时器来用，循环总计时和延时计时。

新建了一个自动循环的FC块，首先处理循环启动和循环复位的按钮。循环启动加入启动条件，停止需要触发轴停止信号。

较后是循环Case块的编写，Cyc_Step=0，作为一个循环就绪状态可以初始化一些变量。从Cyc_Step=1开始是正式循环，同一轴的FB块可以重复调用使用没有任何问题。通过判断BUSY和Done两个信号就能准确的一步一步执行下去。

受轴加减速时间和PLC扫描周期影响，整个循环设置时间差不多15.6秒，实际运行时间16.5秒

通过四篇的学习，基本对用博途V15.1编程1200 PTO模式做运动控制有了基本的了解。如果要做什么项目基本心理也有个底了。这样的学习笔记不知道有没有人看哈哈，觉得有用点用可以回下帖点下赞，给我写下去的动力。

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