西门子CPU主机6ES7313-6CG04-0AB0
关于西门子输出模块输出问题分析
问题阐述:在现场使用的西门子输出模块为SM 322; DO 32 x DC24V/0.5A, (6ES7322-1BL00-0AA0),当强制输出模块上的任意一个点的时候,全部的输出模块的灯全亮了,当取消强制输出点时,模块的所有输出点就全灭了。
问题判断:首先我们判断可能是模块本身有问题,但是从临近的机架换一个好的输出模块,发现仍然有同样的问题,所以排除了模块本身的问题。然后我们查线的问题,发现,取消一个输出的线,输出点的LED灯灭一个,所以判断为接线问题。然后从新校线,接线。然后输出模块工作正常。问题解决。
问题分析:虽然问题解决了,但是我们分析为什么强制一点,所有的输出LED灯全亮。在正确的接线情况下,模块的接线应如下图1所示,24V电源的正直接进模块,然后从每个输出点接到负载再回到公共负端。
但是接线接错就是把公共端直接接到到一个输出点上,然后在模块的公共端上相当于接了两个负载,接线方式如下图2所示。
所以当上电强制一个输出点,相当于带了两个负载,目前我们假设两个负载的电抗是相同的,所以每个负载上分的电压是相同的,12V,他们的电压分布如下图所示,
所以在每个输出点上都有12V的电压,因为相当于在两个相同负载中间测的电压都是总电压的一半,在此为12V,所以由这12V电压驱动输出点的LED指示灯亮。有人会问了,那在正常接线情况下输出点没有电压吗?由上图1可以看出来的,当正常接线情况下如果输出点没有输出,那么输出点的电压和M点的电压是相同的,为0V。所以没有电压。至此解释完毕。
问题结论:经过以上的分析和处理,解决问题,现在模块工作正常
说明
S7-300 以太网模块在 Profinet 网络中既可以作为控制器也可以作为设备，当 Profinet 连接中断时，可以使用下面的方法来判断。本文以 CP343-1 作为控制器为例，如图1，两个设备分别为ET200SP和ET200M。
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图01
Profinet 通讯中现场设备作为数据的提供者，会向控制器发送数据到 I 区。在发送的 PN 的报文中，按照槽位的顺序添加内容，输入模块槽位：输入数据+IOPS；输出模块槽位：IOCS。IOPS 表示 IO 数据的提供状态（数据是好的还是坏的）；IOCS表示IO 数据的消费状态（Q 数据使用状况）。如图2，CP 的PN 通讯程序块 FC11 "PNIO_SEND"和 FC12 "PNIO_RCIV" 提供了IOCS/IOPS 的输出管脚，可以用于通讯状态的评估。
图02
IOCS/IOPS 的有效长度和通讯的数据长度有关，每个字节的输入/输出，对应一位IOCS/IOPS 输出。如图3，ET200SP 站点，输入地址0-7 8个字节，对应 IOPS 8位，即MB202；输出地址0，一个字节，对应IOCS 一位，即M200.0。
图03
如图4，ET200M 站点，输入地址8 ，1个字节，对应 IOPS 1位，顺序后延即M203.0；输出地址1，一个字节，对应IOCS 一位，顺序后延即M200.1。
图04
如图5-6，如果现场设备只是发生故障，通讯没有中断，例如 ET200SP AI模块被拔出，只有相应的 IOPS 位置位，即MB202。
图05
图06
如果此时现场设备和控制器的连接中断，则现场设备相应的所有 IOPS/IOCS 都会置位，如图7。此时，ET200M IOPS/IOCS 位全部置位，ET200M 此时可能掉站。
图07
注意！某些情况，例如 ET200SP 所有的IO 模块都被拔出，IOPS/IOCS 也会全部置位，但是此时通讯连接并没有中断。因此要根据现场实际情况来判断。
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在日常生活工作当中，由一相火线和零线构成的单相220v电源，*为我们电工所熟悉，可今天本人所讲的这起严重供电事故却是因零线脱落、断开引起的，在电工工作当中具有典型性，希望大家多加留意。
话说去年夏天我厂住宅小区一栋五单元六层的居民楼发生了一起严重供电故障。白天多数住户未发现有何异常，到晚上用电时部分住户才发现问题。具体表现为冰箱无法工作；有的住户照明灯非常亮，而有的照明灯则非常暗，个别节能灯都无法点亮；有的住户在按动彩电电源开关时，只听“啪”一声，就无任何反应了；空调风扇等家电均无法正常工作。次日我去检查发现，故障是因为该住宅楼进户主线中的零线于电源干线当中的零线接头断开所致。据统计此次零线脱落故障共计烧毁：彩电16台、冰箱32台、空调19台，至于风扇、电磁炉等小家电一大批，粗略估价近8万元左右。
那么为什么仅仅因为一根零线脱落就造成这么严重的后果哪？且待我一一道来，该楼采用三相四线制供电方式，1、2单元负载接A相（白班工人居多）；3、4单元负载接B相（三班制工人居多）；5单元负载接C相（夜班工人居多）。不难看出夏天各用户所用家电电器的数量、功率以及集中使用时间段均有很大差异，再加上三根火线上的用户数量本来就不平均，使各相负载严重不平衡，从而致使零线平时有较大的电流流过，使其在接头处发热较为严重，为其脱落提供了诱因。当那晚零线断脱后，各相负载上的电压将会发生较大的变化，致使负载无法正常工作。假设（如图示）C相负载均未工作，A相负载的等效阻抗大小为B相负载等效阻抗值的三倍，当零线断线时，A、B相负载构成一串联回路，而此时电源电压为线电压380v！由串联电路分压关系可知，A相负载电压等于电网线电压的3/4(即285V)，B相则为1/4（即95V）。A相负载电压如此之高，其负载不烧毁都难呀！
针对此情况，我提出的建议是在电源线入户点处采取“重复接地”，以减小断零线时的负载电压变化，并要求值班电工加大线路的巡视和维护力度，防患于未然。