淺談S7-300/400 PLC常見故障診斷及處理

曹 媛

（大唐黃島發(fā)電有限公司,山東 青島 266000）

淺談S7-300/400 PLC常見故障診斷及處理

曹 媛

（大唐黃島發(fā)電有限公司,山東 青島 266000）

S7系列是西門子自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其以極高的性價(jià)比在我國的各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了S7-300/400的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用中常見故障，并對其常見故障提出診斷經(jīng)驗(yàn)及處理辦法。

西門子 ;S7-300/400;故障診斷及處理

0 前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步，微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)有了飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域。PLC即可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置，它具有極高的可靠性和靈活性，其應(yīng)用面極廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，特別是西門子公司的S7-300/400在大中型PLC中應(yīng)用最廣，市場占有率最高。

1 結(jié)構(gòu)簡介

1.1 S7-300

S7-300 是模塊化的中小型PLC，適用于中等性能的控制要求。它主要由電源模塊、中央處理器、通信處理器、接口模塊、信號模塊、功能模塊和導(dǎo)軌組成，電源模塊通過電源連接器或?qū)Ь€與CPU相連，為CPU和其他模塊提供DC 24V電源，其他模塊則通過總線連接器和集成在模塊上的背板總線相連接。

S7-300的所有模塊都必須安裝在機(jī)架上，電源模塊安裝在機(jī)架的最左邊，即1號槽，CPU緊靠電源模塊，即2號槽，如果有接口模塊，則放在CPU模塊的右側(cè)，即3號槽，其他模塊使用4-11號槽。除帶CPU的中央機(jī)架，最多可增加3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，每個(gè)機(jī)架可插8個(gè)模塊（除電源模塊PS、中央處理器CPU和接口模塊IM）。

1.2 S7-400

S7-400 是具有中高檔性能的PLC，易于擴(kuò)展，通信能力強(qiáng)。它主要由機(jī)架、電源模塊、中央處理單元、通信處理器、接口模塊、功能模塊和信號模塊組成。機(jī)架用來固定模塊、通過模塊工作電壓和實(shí)現(xiàn)局部接地，并通過信號總線將不同模塊連接在一起，機(jī)架的總線連接板上焊有模塊插座，所有模塊固定在機(jī)架插座上，并從機(jī)架上獲取工作電壓。如果一個(gè)機(jī)架容納不下所有模塊，可以擴(kuò)展一個(gè)或數(shù)個(gè)機(jī)架，各機(jī)架之間用接口模塊和通信電纜相連。

2 常見故障診斷及處理

2.1 利用LED診斷

2.1.1 利用CPU的LED診斷

S7-300/400 CPU的LED指示燈定義大致一致，通過CPU面板上的LED狀態(tài)指示可分析出故障原因，從而進(jìn)行處理。

1）SF紅亮，即系統(tǒng)故障，這種故障大多為編程或參數(shù)出錯(cuò)，也有可能是CPU硬件故障。此燈亮可先檢查硬件組態(tài)的模塊結(jié)構(gòu)是否與實(shí)際硬件布置一致，再檢查邏輯、CPU配置信息是否有錯(cuò)誤，若上述檢查皆正?？蓢L試更換CPU。

2）SF紅亮，BF（S7-400為BUS1F和BUS2F）紅亮或閃爍，即通信接口有硬件故障或軟件故障，其中BUS1F對應(yīng)DP/MPI接口1的總線故障，BUS2F對應(yīng)DP/MPI接口2的總線故障。若是軟件故障，檢查通訊設(shè)置的DP/MPI接口地址、傳輸率是否錯(cuò)誤或IP地址是否有誤；若是硬件故障，檢查DP/MPI接口是否松動(dòng)或故障，檢查通訊電纜接頭內(nèi)接線是否松動(dòng)或通訊線是否破損，檢查MPI電纜終端開關(guān)是否設(shè)置錯(cuò)誤。

3）FRCE黃亮，即邏輯中至少有一個(gè)I/O被強(qiáng)制為固定值，這個(gè)值不會因?yàn)橛脩舫绦虻膱?zhí)行而改變?？蓤?zhí)行變量表的菜單命令“變量”-“停止強(qiáng)制”，解除對強(qiáng)制表中所有變量的強(qiáng)制。

4）若模件所有燈均熄滅，檢查DC 24V電源模塊。

2.1.2 利用接口模件的LED燈診斷

接口模塊IM用來實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信，PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)就是基于接口模件而建，這種通信只需對網(wǎng)絡(luò)通信作簡單的組態(tài)，不用編寫任何通信程序，就可以實(shí)現(xiàn)DP網(wǎng)絡(luò)的通信。當(dāng)DP網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，可通過接口模件的LED狀態(tài)指示進(jìn)行診斷和分析。

1）SF紅亮，此燈亮一般會伴隨CPU的SF燈紅亮，即系統(tǒng)故障。這種情況同CPU的SF燈紅亮的處理方法大致相同，即檢查硬件組態(tài)的模塊結(jié)構(gòu)與實(shí)際結(jié)構(gòu)是否一致，若模塊丟失、缺損或已安裝未組態(tài)的模塊，均會有此報(bào)錯(cuò)。

2）SF紅亮，BF紅亮或閃爍，即總線錯(cuò)誤，硬件故障或軟件故障都有可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。硬件故障可檢查IM模塊和總線連接器，或檢查連接到DP主站的總線電纜是否中斷；軟件故障可檢查DP網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置，如傳輸率、DP地址（有效的DP地址為1～125）。

3）若模件所有燈均熄滅，檢查24V DC電源模塊。

2.2 利用軟件診斷

S7-300/400有很強(qiáng)的故障診斷功能，通過STEP7可以獲得大量的硬件故障與編程錯(cuò)誤信息，這些標(biāo)有日期和時(shí)間的錯(cuò)誤信息保存在CPU的診斷緩存區(qū)內(nèi)，如果用戶已對有關(guān)的錯(cuò)誤處理組織塊編程，CPU將調(diào)用該組織塊。利用軟件編程或查看診斷信息，用戶能快速地查找和排除故障，下面介紹幾種常見的利用軟件診斷故障的方法。

2.2.1 利用診斷緩沖器診斷

打開SIMATIC管理器中所選項(xiàng)目的硬件管理，選中要診斷的模塊，執(zhí)行菜單命令“PLC”-“模塊信息”，選中對話框中的診斷緩沖區(qū)即可顯示該模塊發(fā)生的所有事件，選中發(fā)生的某一事件，在對話框下面的灰色區(qū)域?qū)@示所選事件的詳細(xì)信息。用此種辦法打開CPU的診斷緩沖區(qū)能看到最近發(fā)生的所有診斷事件，如模塊故障、過程寫錯(cuò)誤、CPU中的系統(tǒng)錯(cuò)誤、CPU運(yùn)行模式的切換、用戶程序的錯(cuò)誤等。

2.2.2 顯示硬件診斷信息

在SIMATIC管理器中選中需診斷的項(xiàng)目，執(zhí)行菜單命令“PLC”-“診斷/設(shè)置”-“硬件診斷”，選擇對話框中“打開在線站點(diǎn)”，診斷視窗顯示整個(gè)站在線的組態(tài)，包括機(jī)架的組態(tài)和所有組態(tài)模件的診斷符號，這些診斷符號用來形象直觀地表示模塊的運(yùn)行模式和模塊的故障狀態(tài)，如模塊故障、當(dāng)前組態(tài)與實(shí)際組態(tài)不匹配、無法診斷、強(qiáng)制等。

3 結(jié)束語

當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)采用多種方法進(jìn)行診斷分析，只有多渠道、多方面地統(tǒng)籌考慮才能高效找出故障原因和解決方法。

[1]廖 常 初.S7-300/400 PLC應(yīng) 用 技 術(shù)[M].機(jī) 械 工 業(yè) 出 版社,2008(02).

[2]劉華波,何文雪,王雪.西門子S7-300/400 PLC編程與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.019