Solução de problemas do sistema redundante Siemens S7-400H
Tenho mantido sistemas S7-400H em funcionamento há quase vinte anos. Esses racks redundantes foram construídos para nunca parar, mas param o tempo todo. As CPUs quase sempre funcionam bem. Os módulos de sincronização, as fontes de alimentação e os links de fibra são o que falham. O sistema H em si é sólido. O problema é que todo o resto envelhece e se desgasta, e quando a redundância falha, você fica operando com apenas uma CPU, sem backup.
Eu trabalho em uma loja que está no mercado há anos. Siemens Trabalho com PLCs desde os tempos do S5. O S7-400H foi lançado em 1996 e ainda está em uso em diversas fábricas. Este artigo aborda as falhas que corrigi em sistemas em produção. Números reais, soluções reais, sem teoria.
Você se aproxima do painel e uma das CPUs exibe um LED amarelo IFM1F ou REDF. A outra CPU está funcionando sozinha. Essa é a chamada mais comum que recebo.
Primeiro passo: verifique os módulos de sincronização. O S7-400H utiliza dois módulos de sincronização por CPU, conectados por cabos de fibra óptica. Os números de peça são 6ES7 960-1AA04 Para a fibra padrão ou 6ES7 960-1AB04 para o alcance estendido. Tenho visto muito mais falhas no módulo de sincronização do que na CPU.
Verifique o LED SYNC em cada módulo de sincronização. Se estiver apagado ou piscando quando deveria estar aceso continuamente, esse módulo está com defeito ou prestes a falhar. Troque-o. Não se preocupe em testá-lo.
Em seguida, verifique os cabos de fibra óptica. Eles podem ser dobrados, presos em portas de armários ou roídos por roedores. Segure uma das extremidades contra uma luz forte. Se você vir qualquer vazamento de luz através da capa, substitua o cabo. Use um medidor de potência de fibra óptica, se tiver um. Você precisa de pelo menos -20 dBm no receptor. Abaixo de -25 dBm, você terá perda de sincronização intermitente, geralmente justamente quando a produção está no máximo.
Se as extremidades dos conectores de fibra estiverem sujas, refaça as terminações. Use um limpador de aplicação rápida, não a sua roupa. Já consertei mais módulos de sincronização quebrados com uma caneta de limpeza de US$ 12 do que com uma peça de reposição de US$ 600.
Se os módulos de sincronização e os cabos estiverem corretos, force o restabelecimento da redundância. Coloque a CPU em STOP e, em seguida, volte para RUN. No PASSO 7, acesse PLC > Diagnóstico/Configuração > Modo de Operação. O sistema deve ressincronizar. Caso contrário, você está diante de uma falha de hardware no backplane ou na própria CPU.
As fontes de alimentação PS 407 (6ES7 407-0KA02-0AA0 ou similares) são ferramentas robustas, mas têm um ponto fraco: o circuito de monitoramento da bateria de reserva.
Cenário comum: uma das fontes de alimentação mostra o LED BATT aceso. O sistema continua funcionando, ninguém se importa, e três meses depois a outra fonte também falha. Aí você fica sem energia. Já vi isso acontecer centenas de vezes.
O que eu faço é remover a fonte de alimentação suspeita de estar com defeito e verificar a tensão de saída nos terminais na parte traseira. Você deve ver 24V DC com uma variação de no máximo 2%. Qualquer valor abaixo de 23V ou acima de 25V significa que o circuito de regulação está apresentando deriva. Substitua-o. Não tente ajustá-lo. Não há potenciômetro de ajuste fino nesses modelos.
O problema oculto: a fonte de alimentação pode estar funcionando corretamente, mas a entrada de 24 V CC do rack está apresentando queda de tensão. Verifique os terminais de entrada da PS 407. Se a entrada cair abaixo de 20,4 V (o limite de subtensão do S7-400), a fonte sinalizará uma falha. Isso acontece com mais frequência do que você imagina. Disjuntores defeituosos, terminais soltos, fios com bitola insuficiente podem ser causas.
A falha do módulo de redundância é outro problema. Se você tiver o módulo de redundância (6ES7 407-0RA00-0AA0) entre duas fontes de alimentação, ele também falhará. Quando isso acontece, uma das fontes de alimentação aparece como inativa para o rack, mesmo que esteja fornecendo tensão. Faça um bypass temporário no módulo de redundância. Conecte um jumper nas saídas para confirmar. Se o rack voltar a funcionar, substitua o módulo.
O IM 460-1 (6ES7 460-1BA00-0AA0O módulo IM 461-1 (6ES7 461-1BA00-0AA0) no rack central e o módulo IM 461-1 (6ES7 461-1BA00-0AA0) no rack de expansão são outro ponto fraco nos sistemas H. Esses são os módulos de interface que conectam os dois racks de um par redundante.
Sintoma: uma CPU reporta Ext. DP Fault ou BUS2Fault, mas a outra CPU funciona normalmente. O par redundante não consegue sincronizar porque a comunicação com o rack de expansão está interrompida.
Teste rápido: troque o IM 460-1 de rack. Se a falha mudar com o módulo, ele está com defeito. Se permanecer no mesmo slot, o problema está no backplane ou no cabo entre os racks.
Problemas com os cabos: os cabos de conexão (6ES7 468-xx) possuem aqueles conectores retangulares grandes. Já aconteceu de a trava quebrar, o cabo se soltar parcialmente e o sistema apresentar falhas intermitentes por semanas antes que alguém percebesse o problema. Empurre o conector firmemente. Se ouvir um clique, ótimo. Se não ouvir, troque a ponta do cabo.
Os processadores S7-400H utilizam cartões de memória, como os de MMC ou versões anteriores. Quando a bateria se esgota, o processador desliga, desativando esses cartões. O sistema redundante será iniciado, mas um dos processadores não entrará em modo de execução (RUN) por não conseguir carregar seu sistema operacional.
Retire o cartão de memória e insira-o em um leitor conectado a um PG/PC. Tente lê-lo. Se o Windows pedir para formatá-lo, o cartão está danificado. Se conseguir lê-lo, faça um backup do projeto, formate o cartão e grave-o novamente.
A solução prática: mantenha sempre dois cartões de memória sobressalentes programados para cada tipo de CPU no seu gabinete. Quando isso acontecer (e vai acontecer), você troca o cartão em trinta segundos em vez de gastar uma hora reprogramando-o.
Se ambas as CPUs perderem suas placas de vídeo ao mesmo tempo (geralmente devido a uma queda total de energia com as baterias de backup descarregadas), você precisará baixar o projeto novamente. Os relógios baseados em RAM também podem sofrer variações durante esse processo, então ajuste a hora em ambas as CPUs após o carregamento.
Isso me deixa louco. O sistema redundante está funcionando bem, mas um dispositivo escravo DP (talvez um ET 200M ou um rack de E/S remoto) aparece como com falha em um canal, mas não no outro.
Causa raiz: o mestre DP em uma CPU perdeu o escravo, restabeleceu a conexão e agora o escravo está atribuído ao mestre errado. As duas CPUs não concordam sobre qual delas está controlando esse escravo.
Correção na ETAPA 7: acesse a configuração de hardware e verifique as propriedades de redundância do dispositivo escravo DP. Certifique-se de que esteja definido como "Mestre DP Redundante". Se estiver definido para um slot mestre específico, altere-o. Em seguida, reinicie o dispositivo escravo.
Após qualquer substituição de um controlador direcional escravo em um sistema redundante, é necessário reatribuir o escravo a ambos os controladores mestres. O procedimento de substituição do escravo, conforme descrito no manual, é o seguinte: desconecte o escravo da alimentação, substitua-o, ligue-o novamente e, em seguida, utilize Configuração de Hardware > PLC > Download para o Módulo para o controlador direcional escravo. Caso contrário, se ambos os controladores mestres não forem configurados, o escravo funcionará com uma CPU e apresentará falha na outra.
A substituição do processador (414H, 417H, etc.) é rara, mas acontece. Eis quando eu opto por essa solução:
· A CPU entra em estado de parada (STOP) com um código de erro interno que não é apagado após uma reinicialização da memória.
· Vários módulos de E/S na mesma CPU não apresentam conexão, mas o backplane está funcionando corretamente.
· O LED INTF permanece aceso permanentemente mesmo após um novo download do OB1.
· Você vê a mensagem "E/S distribuídas: falha na estação" em uma CPU, mas a outra CPU se comunica normalmente com os mesmos dispositivos escravos.
Troca de CPU em um sistema H: coloque a CPU em bom estado sozinha, remova a CPU com defeito, instale a nova, selecione o modo MRES e mantenha pressionado por nove segundos (até que o LED STOP pare de piscar e fique aceso continuamente), depois selecione RUN. A CPU em bom estado fará o download dos dados do sistema para a nova CPU automaticamente. Deixe o processo terminar. Não interrompa. Leva de dois a cinco minutos, dependendo do tamanho do programa.
O erro que vejo: as pessoas trocam a CPU sem verificar a versão do firmware. Se a nova CPU tiver um firmware diferente da antiga, a redundância não será estabelecida. Sempre verifique a versão do firmware do 6ES7 400 no buffer de diagnóstico antes de solicitar uma substituição.
Uma coisa que vai te custar horas: os números de peça dos módulos de sincronização devem ser iguais em ambas as CPUs. Se o rack 0 tiver o modelo 6ES7 960-1AA04 e o rack 1 tiver o modelo 6ES7 960-1AB04, o sistema não sincronizará. Não importa se a documentação diz que são compatíveis. Na prática, não são. Mantenha conjuntos idênticos.
O mesmo se aplica aos comprimentos das fibras. Se um cabo tiver 1 metro e o outro 10 metros, a diferença na temporização do sinal pode causar perda de sincronização em ciclos de varredura longos. Use o mesmo comprimento em ambas as conexões.
Quando entro numa fábrica com um sistema H com defeito, esta é a minha ordem:
1. Observe os LEDs em ambas as CPUs. Anote o estado de cada LED.
2. Leia o buffer de diagnóstico na CPU isolada (aquela que ainda está em execução).
3. Leia o buffer de diagnóstico na CPU com falha.
4. Verifique os LEDs do módulo de sincronização em ambos os racks.
5. Verifique os LEDs da fonte de alimentação e os LEDs da bateria.
6. Preste atenção às fontes de alimentação dos ventiladores. Se um dos ventiladores estiver com defeito, troque a fonte de alimentação dele agora mesmo.
O buffer de diagnóstico fornece 90% das informações necessárias. Não chute. Leia-o.
A maioria dos problemas do S7-400H não está relacionada às CPUs. Módulos de sincronização, fontes de alimentação, módulos IM e cabos de fibra óptica falham muito antes do próprio CLP. Mantenha peças de reposição dos componentes mais caros (módulos de sincronização e módulos IM), pois esperar três dias por uma CPU 6ES7 960-1AA04 de reposição custará mais do que tê-la em estoque.
E verifique as baterias em todas as manutenções preventivas programadas. Uma bateria de reserva descarregada transforma um ciclo de energia de dois minutos em uma reconstrução de quatro horas.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
🏢 Sobre a TZ Tech
A TZ Tech é uma fornecedora líder de componentes para automação industrial, elétrica, instrumentação e telecomunicações. Somos especializados em obter peças de estoque de distribuidores, prontas para envio, o que nos permite oferecer preços altamente competitivos e prazos de entrega curtos. Graças ao nosso extenso estoque, podemos até mesmo encontrar peças raras e descontinuadas, difíceis de achar em outros lugares.
🛡️ Nosso Compromisso com a Qualidade
Entendemos que a qualidade é sua prioridade máxima. Cada componente passa por um rigoroso processo de triagem e inspeção para que você possa comprar com total confiança. Para peças antigas ou descontinuadas, acreditamos na total transparência e sempre forneceremos um relatório honesto e preciso sobre a condição do produto. Além disso, todas as peças novas vêm com garantia completa de 1 ano.
✉️ Entre em contato
Precisa de um projeto ou de uma peça? Envie-nos sua solicitação hoje mesmo! Nossa equipe se dedica a fornecer uma resposta rápida em até 6 horas (exceto fins de semana).
Continue lendo, mantenha-se informado, inscreva-se e convidamos você a nos dizer o que pensa.
Além disso, com a sua permissão, queremos colocar cookies para tornar a sua visita e a interação com o slOC mais pessoal. Para isso utilizamos cookies analíticos e publicitários. Com esses cookies, nós e terceiros podemos rastrear e coletar seu comportamento na Internet dentro e fora do super-instrument.com. Com isso nós e terceiros adaptamos super-instrument.com e anúncios ao seu interesse. Ao clicar em Aceitar você concorda com isso. Se você recusar, usaremos apenas os cookies necessários e, infelizmente, você não receberá nenhum conteúdo personalizado. Por favor, visite nossa Política de Cookies para obter mais informações ou para alterar seu consentimento no futuro.
Accept and continue Decline cookies
