工业机器人集成应用教程 课件 3.5 搬运工作站PLC的维护保养

对设备的维护保养是保持工作站正常运转的基础工作，它可以最大限度减少故障造成的不良影响，作为一名操作员，您需要懂得维护PLC的软硬件知识，掌握PLC常见的故障现象和维护知识，通过任务的实施掌握博途软件的安装，识别、诊断与排除PLC设备故障等技能点，形成仔细观察、认真分析的做事方法。

【任务描述】任务五

搬运工作站PLC的维护保养

项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用

【任务目标】知识目标1.明确西门子PLC编程软件（博途）的安装要求；2.能列举PLC设备的常见故障。技能目标1.能正确安装西门子PLC编程软件（博途V16版本）软件；2.能根据CPU面板或软件指示识别PLC设备的常见故障；3.能针对PLC设备的常见故障给出维修建议。素养目标通过对设备常见故障的诊断，形成仔细观察、认真分析的做事方法。任务五

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【任务准备】一、TIA博途STEP7软件的安装要求本书使用的软件版本为博途STEP7专业版V16，安装时须使用管理员权限来安装，对计算机硬件和操作系统也有一定要求，建议配置如表3-5-1所示。任务五

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硬

件/软件建

议

配

置处理器IntelCorei5-6440EQ(最商3.4GHz)内存16GB或更高硬盘SSD，至少应该有50GB的可用空间网络100Mbps或更高屏幕15.6英寸全高清显示屏(1920像素x1080像素或更高)表3-5-1建议配置的博途安装环境项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】任务五

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操作系统Windows7(64位)·MSWindows7ProfcssionalSPi·MSWindows7EnterpriseSPl·MSWindows7UltimateSP1Windows10(64位)·Windows10ProfessionalVersion1703·Windows10EnterpriseVersion1703·Windows10Enterprise2016LTSB·Windows10loTEnterprise2015LTSB·Windows10loTEnterprise2016LTSBWindowsServer(64位)·WWVindowsServer2016Standard(完全安装)·WindowsServer2019Standard(完全安装)项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】二、PLC故障诊断与维修知识西门子S7-1200PLC的CPU模块上包括有通信接口、储存卡插槽、故障指示灯等，故障的隐蔽性比较大。PLC硬件故障维修的基本方法就是更换模块，但是盲目更换CPU模块或信号模块会带来不必要的损失。根据故障指示灯判断故障模块是检修的关键。任务五

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【任务准备】1．CPU模块故障的判断方法如图3-5-1所示，西门子PLCS7-1200的CPU上带有LED状态指示灯，RUN/STOP指示灯、ERROR指示灯、MAINT指示灯、I/O通道指示灯。任务五

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图3-5-1S7-1200CPU面板指示灯项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】

（1）STOP/RUN指示灯

STOP/RUN指示灯的颜色为橙色时，代表CPU处于STOP模式；为绿色时，代表CPU处于RUN模式；为橙色和绿色交替闪烁时，代表CPU正在启动。

（2）ERROR指示灯

ERROR指示灯为红色闪烁时，代表CPU存在错误，如模块错误、组态错误等；为红色时，代表硬件故障。

（3）MAINT指示灯。

插入存储卡时，MAINT指示灯闪烁，CPU切换到STOP模式。任务五

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【任务准备】（4）PROFINET通信指示灯CPU还提供了两个可指示PROFINET通信状态的LED，打开底部端子块的盖子可以看到PROFINETLED。其中，Link(绿色)指示灯常亮表示PROFINET通信连接成功，Rx/Tx(黄色)指示灯常亮表示有传输活动，如图3-5-2所示。任务五

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图3-5-2PROFINET通信状态LED指示灯项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】2.I/O模块故障判断方法输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。CPU和各数字量信号模块(SM)为每个数字量输入和输出提供了I/OChannel指示灯。I/OChannel(绿色)通过点亮或熄灭来指示各输入或输出的状态。且每一个输入输出点都有相应的发光二极管指示。若有输入信号但对应的指示点不亮，或确定有输出但输出灯不亮时，则可能是I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，如果只是因为一个点的损坏就更换整个模块在经济上不合算。通常的做法是找备用点替代，然后在程序中更改相应的地址。任务五

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【任务准备】例如，数字量信号模块(SM)提供了指示模块状态的DIAGLED指示灯，以及I/O通道每点数字量信号的状态指示灯。图3-5-3所示为SM1221数字量输入模块，当指示灯为绿色时表示模块处于正常运行状态，当指示灯为红色时表示模块有故障或处于非运行状态，通过指示灯的不同颜色状态可以诊断I/O模块的状态或出现的故障，具体见表3-5-2。任务五

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图3-5-3SM1221数字量输入模块状态指示灯DIAGLEDI/O通道状态指示灯项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】任务五

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表3-5-1建议配置的博途安装环境DIAG(红色/绿色)I/O通道指示灯(红色/绿色)模块状态及故障诊断闪烁（红色）闪烁（红色）现场侧电源关闭闪烁（红色）——错误状态亮（绿色）亮（绿色）模块已正确组态闪烁（绿色）灭没有组态或更新在进行中——闪烁（红色）1/O错误(启用诊断时)——亮（绿色）1/O错误(禁用诊断时)项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用01

【任务准备】3.电源模块故障一个工作正常的电源模块，其上面的工作指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是绿色长亮的，可以仔细观察灯颜色来判断故障所在。任务五

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4．外围线路故障外围线路由现场输入信号(如按钮开关、选择开关、接近开关及传感器信号、模数转换器转换的模拟量等）和现场输出信号（电磁阀、继电器、接触器、电机等)，以及导线和接线端子等组成。接线松动、元器件损坏、机械故障、干扰等均可引起外围电路故障，排查时要仔细，替换的元器件要选用性能可靠、安全系数高的优质器件。项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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一、博途软件的安装

西门子S7-1200PLC的CPU模块上包括有通信接口、储存卡插槽、故障指示灯等，故障的隐蔽性比较大。PLC硬件故障维修的基本方法就是更换模块，但是盲目更换CPU模块或信号模块会带来不必要的损失。根据故障指示灯判断故障模块是检修的关键。

本书使用的计算机操作系统是Windows10专业版。在安装博途STEP7软件之前，建议关闭杀毒软件。安装操作说明如下表3-5-3所示。项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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表3-5-3博途STEP7软件安装步骤操作步骤（含说明）示意图步骤1：启动安装软件。双击“Start”应用程序图标，随后将弹出提示正在初始化的界面，等待初始化完成

步骤2：选择安装语言。在“安装语言”界面选择“安装语言:中文”单选按钮，然后单击“下一步”按钮项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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操作步骤（含说明）示意图步骤3：选择程序界面语言。在“产品语言”界面中勾选“简体中文”复选框，单击“下一步”按钮

步骤4：选择要安装的产品配置。在该界面选择安装的产品配置（可以选择的配置有最小、典型、用户自定义三种类型）及安装路径。本书选择“典型”配置。然后，单击“下一步”按钮项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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操作步骤（含说明）示意图步骤5：接受所有许可证条款。勾选如图所示的下面两个框，接受所有许可证条款，然后，单击“下一步”按钮

步骤6：接受安全和权限设置。勾选底部选项以接受安全和权限设置,然后，单击“下一步”按钮项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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操作步骤（含说明）示意图步骤7：确认安装信息。显示博途软件安装的自定义设置，对产品设置、产品语言和安装路径等信息确认无误后，单击“安装”按钮，开始软件的安装

步骤8：开始安装。软件安装过程中，安装界面将显示图示软件安装估计剩余时间项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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操作步骤（含说明）示意图步骤9：许可证传送。完成安装后进入“许可证传送”界面，对软件进行许可证密钥授权。若没有软件许可证，则单击“跳过许可证传送”按钮

步骤10：安装成功。在跳过许可证传送后，将出现右所示界面。选择“是，立即重启计算机”单选按钮，单击“重新启动”按钮项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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操作步骤（含说明）示意图步骤11：启动软件。如果没有软件许可证，那么在首次使用博途STEP7软件添加新设备时，将出现右图所示的对话框，此时选择列表框中的“STEP7Professional”选项，单击“激活”按钮，激活试用许可证密钥，可获得21天试用期

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【任务实施】任务五

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关于软件授权问题，也可以用AutomationLicenseManager软件传递授权，授权后即可正常使用博途STEP7，如图3-5-4所示。图3-5-4AutomationLicenseManager软件界面项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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工程经验：(1）在安装不同版本的博途软件产品时，需要使用相同版本的服务包和更新版本进行安装。(2）解决软件反复需要重启计算机的问题。博途软件安装完成后，当启动软件时，会反复出现需要重新启动计算机的提示。解决办法是：删除计算机系统注册表中的“HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Control\SessionManager\”的值“PendingFileRenameOperations”。项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

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二、识别与诊断PLC设备故障1.通过CPU及模块的状态LED灯进行故障诊断西门子PLCS7-1200的CPU上带有LED状态指示灯，RUN/STOP指示灯、ERROR指示灯、MAIT指示灯、I/O通道指示灯。根据故障指示灯判断故障模块是检修的关键。用户可以通过指示灯的不同组合状态来判断CPU处于哪种状态，是正常运行状态还是故障状态，见表3-5-4。项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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表3-5-4CPU模块LED指示灯状态及故障诊断STOP/RUN（黄色/绿色）ERROR红色MAINT黄色说明（模块状态或故障情况）灭灭灭断电闪烁(黄色和绿色交替)——灭启动、自检或固件更新亮（黄色）————停止模式亮（绿色）————运行模式亮（黄色）——闪烁取出存储卡亮（黄色或绿色）闪烁——错误亮（黄色或绿色）——亮请求维护：强制I/O；需要更换电池（如果安装了电池板)亮（黄色）亮灭硬件出现故障闪烁(黄色和绿色交替)闪烁闪烁LED测试或CPU固件出现故障亮（黄色）闪烁闪烁CPU组态版本未知或不兼容项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

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2.通过博途软件进行故障诊断（1）设备视图在线诊断当PLC处于在线状态时通过设备视图可以观察PLC或设备上面的图标，这些图标可以直观的显示当前PLC或设备是处于正常工作状态还是处于故障状态，PLC和设备状态图标的含义见表3-5-5。表3-5-4CPU模块LED指示灯状态及故障诊断图标说明

运行状态

停止状态

启动状态

无故障

存在故障

下位组件出错

设备或模块无法访问

无可用输入或输出数据，硬件存在但不可用项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

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2.通过博途软件进行故障诊断（2）在设备视图中可以在线查看并诊断PLC工作状态、模块级的硬件状态、分布式l/O通信状态，如图3-5-5所示为PLC的设备视图界面的在线诊断示意图，通过PLC上的状态图标可以看到此时PLC处于运行状态，但是PLC的设备或模块无法访问。图3-5-5设备视图在线诊断案例项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

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2.通过博途软件进行故障诊断（3）网络视图在线诊断通过打开网络视图在线诊断窗口，可以诊断硬件状态和分布式l/O通信状态，这种诊断是设备级的诊断，每个设备都只有一个状态图标，图标显示的是同一个子网中所有站的状态。如图3-5-6所示，本站只有一个CPU模块，因此在CPU模块上显示了相应的“无法访问模块”的故障图片。图3-5-6网络视图在线诊断案例项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用02

【任务实施】任务五

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2.通过博途软件进行故障诊断（4）PLC诊断缓冲区PLC诊断缓冲区用于记录诊断事件（例如硬件故障、设备通信故障、程序执行错误)。如图3-5-7所示，在设备视图中选中PLC设备，点击右键选择“在线和诊断”可以查看PLC诊断缓存区。图3-5-7PLC诊断缓冲区诊断案例项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用03

【任务工单】任务名称任务3.5搬运工作站PLC的维护保养班级姓名学号小组名称组长姓名指导教师任务五

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学习目标1.明确西门子PLC编程软件（博途）的安装要求；2.能列举PLC设备的常见故障。学习过程

维护保养是护航安全生产的重要工作，此任务主要是理论学习，课后可自行拓展更多知识，在每一次实践中不断积累经验。问题1：在安装博途STEP7软件之前，建议关闭（

）。博途STEP7专业版V16安装时，要求计算机硬盘至少应该有（

）的可用空间。项目三工业机器人物料搬运集成工作站应用任务五

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【任务工单】03问题2：