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西門子PLC S7-200常見的71個(gè)故障匯總及解決辦法

??西門子PLC概述

??德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

??西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3，S3，S5，S7系列，已成為應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。

??西門子PLC S7-200系列PLC的基本硬件組成

??SIMATIC S7-200的應(yīng)用領(lǐng)域從更換繼電器和接觸器一直擴(kuò)展到在單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)以及分布式配置中更復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。S7-200也越來越多地提供了對(duì)以前曾由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子設(shè)備的地區(qū)的進(jìn)入。

??S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。

??1．基本單元

??S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表4-11：

??2．?dāng)U展單元

??S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

??3．編程器

??PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。

??簡易型編程器是袖珍型的，簡單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

??4．程序存儲(chǔ)卡

??為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

??5．寫入器

??寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

??6．文本顯示器

??文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

??西門子S7-200系列PLC的優(yōu)點(diǎn)

??1、強(qiáng)大的性能，模塊化和開放式通訊

??2、結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處理任何應(yīng)用的理想選擇

??3、在所有CPU型號(hào)中的基本和高級(jí)功能

??4、大容量程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

??5、杰出的實(shí)時(shí)響應(yīng)－在任何時(shí)候均可對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行*控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性

??6、易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和的理想選擇

??7、集成的 R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用

??8、極其快速和精確的操作順序和過程控制

??9、通過時(shí)間中斷完整控制對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的流程

• 通過CP的數(shù)據(jù)通訊(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)) 
  ---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經(jīng)濟(jì)而方便的點(diǎn)到點(diǎn)鏈。在3種通訊接口的基礎(chǔ)上，有多種通訊協(xié)議可以使用。

• 20 mA(TTY) 

• RS 232C/V.24 

• 通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊 
  ---- 多點(diǎn)接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯(lián)網(wǎng)。

• MPI能同時(shí)連接幾個(gè)帶 STEP 7的編程器/PC、人機(jī)界面(HMI) 

• 全局?jǐn)?shù)據(jù) 
  聯(lián)網(wǎng)的CPU可以利用全局?jǐn)?shù)據(jù)(GD)服務(wù)，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (每個(gè)程序周期多允許16個(gè)GD包，每包多64字節(jié))。S7-300 cpu每次多可以交換4個(gè)含22個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包，而且多可以有16個(gè)CPU參與數(shù)據(jù)交換(用step7 v4.x以上版編程軟件)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊只能通過MPI接口。 

• 內(nèi)部通訊總線(K-總線) 
  CPU的MPI是直接與S7-300的K總線連接。即可以用k總線接口從編程器直接通過MPI對(duì)FM/CP模塊進(jìn)行編址。 

• 功能強(qiáng)大的通訊技術(shù) 
  - 多32個(gè)MPI站 
  - 每個(gè)CPU多有8個(gè)動(dòng)態(tài)通 
  - 訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)通訊 
  - 每個(gè)CPU多有4個(gè)靜態(tài)通訊連接用于與編程器、PC機(jī)、SIMATIC HMI系統(tǒng)和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進(jìn)行擴(kuò)展通訊 。 
  - 數(shù)據(jù)傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒 

• 靈活的擴(kuò)展能力 
  用下列可靠的部件來配置MPI通訊：LAN電纜，LAN連接器和 RS 485中繼器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列產(chǎn)品。這些部件保證了的配置。例如，在任意兩個(gè)給定的MPI節(jié)點(diǎn)之間可串聯(lián)多10個(gè)中繼器來跨越長距離。

• 通過CP進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊(PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)) 
  ---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)相連。 
  
  ---- 可連接的包括 

  模板的診斷及過程監(jiān)視 
  ---- S7-300有多種輸入/輸出模板具有智能功能：

• 數(shù)控系統(tǒng) 

• 機(jī)械手控制系統(tǒng) 

• 工業(yè)PC機(jī) 

• 驅(qū)動(dòng)控制器 

• 非西門子裝置

• SIMATIC S7-300 

• SIMATIC S7-400 

• SIMATIC S5-115U/H 

• 編程器 

• 個(gè)人計(jì)算機(jī) 

• SIMATIC HMI人機(jī)界面系統(tǒng)

• 對(duì)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視 (診斷) 

• 對(duì)過程信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視 (過程中斷)

• 診斷 
  ---- 通過診斷可以確定模板所獲取的信號(hào)(例如數(shù)字量模板) 或模擬量處理 (例如模擬量模板) 是否正確。在診斷評(píng)估中，可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別。

• 可參數(shù)化的診斷信息：通過相應(yīng)的參數(shù)始能診斷信息的發(fā)送 

• 不可參數(shù)化的診斷信息：不管是否參數(shù)化均可發(fā)送診斷信息

• ---- 如果發(fā)送診斷信息(例如無編碼器電源)，則模板執(zhí)行一個(gè)診斷中斷。此時(shí)CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB 82)。 
   

  數(shù)字量輸入/輸出模板
  診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因	診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因
  無編碼器電源  無外部輔助電壓  無內(nèi)部輔助電壓  熔斷器熔  斷模板參數(shù)錯(cuò)誤	編碼器電源過載編碼器  電源與 M 短路  模板 L+ 無電壓  模板 L+ 無電壓內(nèi)部模板  熔斷器損壞  內(nèi)部模板熔斷器損壞  傳向模板的參數(shù)錯(cuò)誤	看門狗故障  EPROM故障  RAM故障  過程報(bào)警丟失	高電磁干擾模板損壞  高電磁干擾模板損壞  高電磁干擾模板損壞  過程中斷到達(dá)時(shí)間快于CPU處理時(shí)間
  模擬量輸入模板
  診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因	診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因
  無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯(cuò)誤  共模故障  斷線	模板L+無電壓  傳向模板的參數(shù)錯(cuò)誤  輸入(M)與測量電路的參考  電勢差UCM太高  編碼器連接阻抗太高模板和傳感器之間斷線通道開路	測量范圍下溢  測量范圍上溢	輸入值低壓下限
  模擬量輸入模板
  診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因	診斷信息	可能的錯(cuò)誤原因
  無外部電壓 組態(tài)/參數(shù)錯(cuò)誤	模板L+無電壓  傳向模板的參數(shù)錯(cuò)誤	對(duì)地短路  斷線	輸出過載輸出QV與MANA短路  執(zhí)行器阻抗太高模擬與執(zhí)行器之間斷線通道開路
  過程中斷
  通過過程中斷，可以對(duì)過程信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和響應(yīng)。 數(shù)字量輸入模板 根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，模板可以對(duì)每個(gè)通道組進(jìn)行過程中斷，可以選擇信號(hào)變化的上升沿、下降沿或兩個(gè)沿均可。CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。信號(hào)模板可以對(duì)每個(gè)通道的一個(gè)中斷進(jìn)行暫存。 模擬量輸入模板 通過上限值和下限值定義一個(gè)工作范圍。模板將對(duì)測量值與這些限制值進(jìn)行比較。如果超限，則執(zhí)行過程中斷。 CPU中斷執(zhí)行用戶程序，或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷，來處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊 (OB 40)。
  S7-300、S7-300F總體技術(shù)規(guī)范
  保護(hù)等級(jí)		符合IEC 529的IP 20
  環(huán)境溫度		0 - 60oC 0 - 40oC
  相對(duì)濕度		5 - 95%，無凝結(jié)
  大氣壓		750 - 1080 hPa
  隔離		500VDC測試電壓 1460VAC測試電壓
  電磁兼容		符合EMC需求： 噪聲抑制 EN 50082-2，測試： IEC 801-2，ENV 50140，IEC 801-4，ENV 50141，IEC 801-5； 輻射干擾EN 50081-2，測試EN55011，*，第1組
  機(jī)械強(qiáng)度		IEC 68，2-6部分/10-58Hz； 恒定振幅 0.075mm； 58-150Hz，恒定加速度 1g； IEC 68，2-27部分/半波正弦： 沖擊強(qiáng)度：15g(峰值)，持續(xù)時(shí)間11ms
  S7-300戶外型模總體技術(shù)規(guī)范
  氣候運(yùn)行條件
  溫度		水平安裝：-25oC-60oC 0 - 40oC 垂直安裝：-25oC-40oC
  相對(duì)濕度		5 - 95%，允許短時(shí)凝結(jié)
  短時(shí)結(jié)冰		-25oC-0oC，IEC 721 3-3，級(jí)別3K5
  大氣壓		750 - 1080 hPa， 對(duì)應(yīng)高度：-1000至2000m
  污染濃度		SO2:<0.5ppm，相對(duì)濕度<60%，測試：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相對(duì)濕度<60%，測試：1ppm，4天

• 24VDC電路

• 230VAC電路

• 水平安裝

• 垂直安裝

• 測量范圍4至20mA，1 至5V： 
  - 傳感器極性接反 
  - 測量范圍選擇錯(cuò)誤輸入值超過上限