工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用教程 課件 3.5 搬運(yùn)工作站PLC的維護(hù)保養(yǎng)

對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)是保持工作站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)工作，它可以最大限度減少故障造成的不良影響，作為一名操作員，您需要懂得維護(hù)PLC的軟硬件知識(shí)，掌握PLC常見的故障現(xiàn)象和維護(hù)知識(shí)，通過(guò)任務(wù)的實(shí)施掌握博途軟件的安裝，識(shí)別、診斷與排除PLC設(shè)備故障等技能點(diǎn)，形成仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析的做事方法。

【任務(wù)描述】任務(wù)五

搬運(yùn)工作站PLC的維護(hù)保養(yǎng)

項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用

【任務(wù)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)1.明確西門子PLC編程軟件（博途）的安裝要求；2.能列舉PLC設(shè)備的常見故障。技能目標(biāo)1.能正確安裝西門子PLC編程軟件（博途V16版本）軟件；2.能根據(jù)CPU面板或軟件指示識(shí)別PLC設(shè)備的常見故障；3.能針對(duì)PLC設(shè)備的常見故障給出維修建議。素養(yǎng)目標(biāo)通過(guò)對(duì)設(shè)備常見故障的診斷，形成仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析的做事方法。任務(wù)五

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項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】一、TIA博途STEP7軟件的安裝要求本書使用的軟件版本為博途STEP7專業(yè)版V16，安裝時(shí)須使用管理員權(quán)限來(lái)安裝，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)也有一定要求，建議配置如表3-5-1所示。任務(wù)五

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硬

件/軟件建

議

配

置處理器IntelCorei5-6440EQ(最商3.4GHz)內(nèi)存16GB或更高硬盤SSD，至少應(yīng)該有50GB的可用空間網(wǎng)絡(luò)100Mbps或更高屏幕15.6英寸全高清顯示屏(1920像素x1080像素或更高)表3-5-1建議配置的博途安裝環(huán)境項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】任務(wù)五

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操作系統(tǒng)Windows7(64位)·MSWindows7ProfcssionalSPi·MSWindows7EnterpriseSPl·MSWindows7UltimateSP1Windows10(64位)·Windows10ProfessionalVersion1703·Windows10EnterpriseVersion1703·Windows10Enterprise2016LTSB·Windows10loTEnterprise2015LTSB·Windows10loTEnterprise2016LTSBWindowsServer(64位)·WWVindowsServer2016Standard(完全安裝)·WindowsServer2019Standard(完全安裝)項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】二、PLC故障診斷與維修知識(shí)西門子S7-1200PLC的CPU模塊上包括有通信接口、儲(chǔ)存卡插槽、故障指示燈等，故障的隱蔽性比較大。PLC硬件故障維修的基本方法就是更換模塊，但是盲目更換CPU模塊或信號(hào)模塊會(huì)帶來(lái)不必要的損失。根據(jù)故障指示燈判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵。任務(wù)五

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項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】1．CPU模塊故障的判斷方法如圖3-5-1所示，西門子PLCS7-1200的CPU上帶有LED狀態(tài)指示燈，RUN/STOP指示燈、ERROR指示燈、MAINT指示燈、I/O通道指示燈。任務(wù)五

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圖3-5-1S7-1200CPU面板指示燈項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】

（1）STOP/RUN指示燈

STOP/RUN指示燈的顏色為橙色時(shí)，代表CPU處于STOP模式；為綠色時(shí)，代表CPU處于RUN模式；為橙色和綠色交替閃爍時(shí)，代表CPU正在啟動(dòng)。

（2）ERROR指示燈

ERROR指示燈為紅色閃爍時(shí)，代表CPU存在錯(cuò)誤，如模塊錯(cuò)誤、組態(tài)錯(cuò)誤等；為紅色時(shí)，代表硬件故障。

（3）MAINT指示燈。

插入存儲(chǔ)卡時(shí)，MAINT指示燈閃爍，CPU切換到STOP模式。任務(wù)五

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【任務(wù)準(zhǔn)備】（4）PROFINET通信指示燈CPU還提供了兩個(gè)可指示PROFINET通信狀態(tài)的LED，打開底部端子塊的蓋子可以看到PROFINETLED。其中，Link(綠色)指示燈常亮表示PROFINET通信連接成功，Rx/Tx(黃色)指示燈常亮表示有傳輸活動(dòng)，如圖3-5-2所示。任務(wù)五

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圖3-5-2PROFINET通信狀態(tài)LED指示燈項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】2.I/O模塊故障判斷方法輸入模塊一般由光電耦合電路組成；輸出模塊根據(jù)型號(hào)不同有繼電輸出、晶體管輸出、光電輸出等。CPU和各數(shù)字量信號(hào)模塊(SM)為每個(gè)數(shù)字量輸入和輸出提供了I/OChannel指示燈。I/OChannel(綠色)通過(guò)點(diǎn)亮或熄滅來(lái)指示各輸入或輸出的狀態(tài)。且每一個(gè)輸入輸出點(diǎn)都有相應(yīng)的發(fā)光二極管指示。若有輸入信號(hào)但對(duì)應(yīng)的指示點(diǎn)不亮，或確定有輸出但輸出燈不亮?xí)r，則可能是I/O模塊有故障。輸入和輸出模塊有6到24個(gè)點(diǎn)，如果只是因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)的損壞就更換整個(gè)模塊在經(jīng)濟(jì)上不合算。通常的做法是找備用點(diǎn)替代，然后在程序中更改相應(yīng)的地址。任務(wù)五

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【任務(wù)準(zhǔn)備】例如，數(shù)字量信號(hào)模塊(SM)提供了指示模塊狀態(tài)的DIAGLED指示燈，以及I/O通道每點(diǎn)數(shù)字量信號(hào)的狀態(tài)指示燈。圖3-5-3所示為SM1221數(shù)字量輸入模塊，當(dāng)指示燈為綠色時(shí)表示模塊處于正常運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)指示燈為紅色時(shí)表示模塊有故障或處于非運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)指示燈的不同顏色狀態(tài)可以診斷I/O模塊的狀態(tài)或出現(xiàn)的故障，具體見表3-5-2。任務(wù)五

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圖3-5-3SM1221數(shù)字量輸入模塊狀態(tài)指示燈DIAGLEDI/O通道狀態(tài)指示燈項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】任務(wù)五

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表3-5-1建議配置的博途安裝環(huán)境DIAG(紅色/綠色)I/O通道指示燈(紅色/綠色)模塊狀態(tài)及故障診斷閃爍（紅色）閃爍（紅色）現(xiàn)場(chǎng)側(cè)電源關(guān)閉閃爍（紅色）——錯(cuò)誤狀態(tài)亮（綠色）亮（綠色）模塊已正確組態(tài)閃爍（綠色）滅沒有組態(tài)或更新在進(jìn)行中——閃爍（紅色）1/O錯(cuò)誤(啟用診斷時(shí))——亮（綠色）1/O錯(cuò)誤(禁用診斷時(shí))項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用01

【任務(wù)準(zhǔn)備】3.電源模塊故障一個(gè)工作正常的電源模塊，其上面的工作指示燈如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等應(yīng)該是綠色長(zhǎng)亮的，可以仔細(xì)觀察燈顏色來(lái)判斷故障所在。任務(wù)五

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4．外圍線路故障外圍線路由現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)(如按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、接近開關(guān)及傳感器信號(hào)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的模擬量等）和現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)（電磁閥、繼電器、接觸器、電機(jī)等)，以及導(dǎo)線和接線端子等組成。接線松動(dòng)、元器件損壞、機(jī)械故障、干擾等均可引起外圍電路故障，排查時(shí)要仔細(xì)，替換的元器件要選用性能可靠、安全系數(shù)高的優(yōu)質(zhì)器件。項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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一、博途軟件的安裝

西門子S7-1200PLC的CPU模塊上包括有通信接口、儲(chǔ)存卡插槽、故障指示燈等，故障的隱蔽性比較大。PLC硬件故障維修的基本方法就是更換模塊，但是盲目更換CPU模塊或信號(hào)模塊會(huì)帶來(lái)不必要的損失。根據(jù)故障指示燈判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵。

本書使用的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)是Windows10專業(yè)版。在安裝博途STEP7軟件之前，建議關(guān)閉殺毒軟件。安裝操作說(shuō)明如下表3-5-3所示。項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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表3-5-3博途STEP7軟件安裝步驟操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟1：?jiǎn)?dòng)安裝軟件。雙擊“Start”應(yīng)用程序圖標(biāo)，隨后將彈出提示正在初始化的界面，等待初始化完成

步驟2：選擇安裝語(yǔ)言。在“安裝語(yǔ)言”界面選擇“安裝語(yǔ)言:中文”單選按鈕，然后單擊“下一步”按鈕項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟3：選擇程序界面語(yǔ)言。在“產(chǎn)品語(yǔ)言”界面中勾選“簡(jiǎn)體中文”復(fù)選框，單擊“下一步”按鈕

步驟4：選擇要安裝的產(chǎn)品配置。在該界面選擇安裝的產(chǎn)品配置（可以選擇的配置有最小、典型、用戶自定義三種類型）及安裝路徑。本書選擇“典型”配置。然后，單擊“下一步”按鈕項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟5：接受所有許可證條款。勾選如圖所示的下面兩個(gè)框，接受所有許可證條款，然后，單擊“下一步”按鈕

步驟6：接受安全和權(quán)限設(shè)置。勾選底部選項(xiàng)以接受安全和權(quán)限設(shè)置,然后，單擊“下一步”按鈕項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟7：確認(rèn)安裝信息。顯示博途軟件安裝的自定義設(shè)置，對(duì)產(chǎn)品設(shè)置、產(chǎn)品語(yǔ)言和安裝路徑等信息確認(rèn)無(wú)誤后，單擊“安裝”按鈕，開始軟件的安裝

步驟8：開始安裝。軟件安裝過(guò)程中，安裝界面將顯示圖示軟件安裝估計(jì)剩余時(shí)間項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

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操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟9：許可證傳送。完成安裝后進(jìn)入“許可證傳送”界面，對(duì)軟件進(jìn)行許可證密鑰授權(quán)。若沒有軟件許可證，則單擊“跳過(guò)許可證傳送”按鈕

步驟10：安裝成功。在跳過(guò)許可證傳送后，將出現(xiàn)右所示界面。選擇“是，立即重啟計(jì)算機(jī)”單選按鈕，單擊“重新啟動(dòng)”按鈕項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

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操作步驟（含說(shuō)明）示意圖步驟11：?jiǎn)?dòng)軟件。如果沒有軟件許可證，那么在首次使用博途STEP7軟件添加新設(shè)備時(shí)，將出現(xiàn)右圖所示的對(duì)話框，此時(shí)選擇列表框中的“STEP7Professional”選項(xiàng)，單擊“激活”按鈕，激活試用許可證密鑰，可獲得21天試用期

項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

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關(guān)于軟件授權(quán)問(wèn)題，也可以用AutomationLicenseManager軟件傳遞授權(quán)，授權(quán)后即可正常使用博途STEP7，如圖3-5-4所示。圖3-5-4AutomationLicenseManager軟件界面項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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工程經(jīng)驗(yàn)：(1）在安裝不同版本的博途軟件產(chǎn)品時(shí)，需要使用相同版本的服務(wù)包和更新版本進(jìn)行安裝。(2）解決軟件反復(fù)需要重啟計(jì)算機(jī)的問(wèn)題。博途軟件安裝完成后，當(dāng)啟動(dòng)軟件時(shí)，會(huì)反復(fù)出現(xiàn)需要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)的提示。解決辦法是：刪除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)注冊(cè)表中的“HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\SessionManager\”的值“PendingFileRenameOperations”。項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

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二、識(shí)別與診斷PLC設(shè)備故障1.通過(guò)CPU及模塊的狀態(tài)LED燈進(jìn)行故障診斷西門子PLCS7-1200的CPU上帶有LED狀態(tài)指示燈，RUN/STOP指示燈、ERROR指示燈、MAIT指示燈、I/O通道指示燈。根據(jù)故障指示燈判斷故障模塊是檢修的關(guān)鍵。用戶可以通過(guò)指示燈的不同組合狀態(tài)來(lái)判斷CPU處于哪種狀態(tài)，是正常運(yùn)行狀態(tài)還是故障狀態(tài)，見表3-5-4。項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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表3-5-4CPU模塊LED指示燈狀態(tài)及故障診斷STOP/RUN（黃色/綠色）ERROR紅色MAINT黃色說(shuō)明（模塊狀態(tài)或故障情況）滅滅滅斷電閃爍(黃色和綠色交替)——滅啟動(dòng)、自檢或固件更新亮（黃色）————停止模式亮（綠色）————運(yùn)行模式亮（黃色）——閃爍取出存儲(chǔ)卡亮（黃色或綠色）閃爍——錯(cuò)誤亮（黃色或綠色）——亮請(qǐng)求維護(hù)：強(qiáng)制I/O；需要更換電池（如果安裝了電池板)亮（黃色）亮滅硬件出現(xiàn)故障閃爍(黃色和綠色交替)閃爍閃爍LED測(cè)試或CPU固件出現(xiàn)故障亮（黃色）閃爍閃爍CPU組態(tài)版本未知或不兼容項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

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2.通過(guò)博途軟件進(jìn)行故障診斷（1）設(shè)備視圖在線診斷當(dāng)PLC處于在線狀態(tài)時(shí)通過(guò)設(shè)備視圖可以觀察PLC或設(shè)備上面的圖標(biāo)，這些圖標(biāo)可以直觀的顯示當(dāng)前PLC或設(shè)備是處于正常工作狀態(tài)還是處于故障狀態(tài)，PLC和設(shè)備狀態(tài)圖標(biāo)的含義見表3-5-5。表3-5-4CPU模塊LED指示燈狀態(tài)及故障診斷圖標(biāo)說(shuō)明

運(yùn)行狀態(tài)

停止?fàn)顟B(tài)

啟動(dòng)狀態(tài)

無(wú)故障

存在故障

下位組件出錯(cuò)

設(shè)備或模塊無(wú)法訪問(wèn)

無(wú)可用輸入或輸出數(shù)據(jù)，硬件存在但不可用項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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2.通過(guò)博途軟件進(jìn)行故障診斷（2）在設(shè)備視圖中可以在線查看并診斷PLC工作狀態(tài)、模塊級(jí)的硬件狀態(tài)、分布式l/O通信狀態(tài)，如圖3-5-5所示為PLC的設(shè)備視圖界面的在線診斷示意圖，通過(guò)PLC上的狀態(tài)圖標(biāo)可以看到此時(shí)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)，但是PLC的設(shè)備或模塊無(wú)法訪問(wèn)。圖3-5-5設(shè)備視圖在線診斷案例項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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2.通過(guò)博途軟件進(jìn)行故障診斷（3）網(wǎng)絡(luò)視圖在線診斷通過(guò)打開網(wǎng)絡(luò)視圖在線診斷窗口，可以診斷硬件狀態(tài)和分布式l/O通信狀態(tài)，這種診斷是設(shè)備級(jí)的診斷，每個(gè)設(shè)備都只有一個(gè)狀態(tài)圖標(biāo)，圖標(biāo)顯示的是同一個(gè)子網(wǎng)中所有站的狀態(tài)。如圖3-5-6所示，本站只有一個(gè)CPU模塊，因此在CPU模塊上顯示了相應(yīng)的“無(wú)法訪問(wèn)模塊”的故障圖片。圖3-5-6網(wǎng)絡(luò)視圖在線診斷案例項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用02

【任務(wù)實(shí)施】任務(wù)五

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2.通過(guò)博途軟件進(jìn)行故障診斷（4）PLC診斷緩沖區(qū)PLC診斷緩沖區(qū)用于記錄診斷事件（例如硬件故障、設(shè)備通信故障、程序執(zhí)行錯(cuò)誤)。如圖3-5-7所示，在設(shè)備視圖中選中PLC設(shè)備，點(diǎn)擊右鍵選擇“在線和診斷”可以查看PLC診斷緩存區(qū)。圖3-5-7PLC診斷緩沖區(qū)診斷案例項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用03

【任務(wù)工單】任務(wù)名稱任務(wù)3.5搬運(yùn)工作站PLC的維護(hù)保養(yǎng)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)小組名稱組長(zhǎng)姓名指導(dǎo)教師任務(wù)五

搬運(yùn)工作站PLC的維護(hù)保養(yǎng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.明確西門子PLC編程軟件（博途）的安裝要求；2.能列舉PLC設(shè)備的常見故障。學(xué)習(xí)過(guò)程

維護(hù)保養(yǎng)是護(hù)航安全生產(chǎn)的重要工作，此任務(wù)主要是理論學(xué)習(xí)，課后可自行拓展更多知識(shí)，在每一次實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。問(wèn)題1：在安裝博途STEP7軟件之前，建議關(guān)閉（

）。博途STEP7專業(yè)版V16安裝時(shí)，要求計(jì)算機(jī)硬盤至少應(yīng)該有（

）的可用空間。項(xiàng)目三工業(yè)機(jī)器人物料搬運(yùn)集成工作站應(yīng)用任務(wù)五

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【任務(wù)工單】03問(wèn)題2：