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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(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

　　簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)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(cè)，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(cè)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)者和專家的理想選擇

　　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

　　西門子PLC S7-200常見的71個(gè)問題故障及解決辦法

　　1、西門子Step7Micro/WINV4.0安裝在什么環(huán)境下才能正常工作？

　　Step7Micro/WINV4.0的安裝、運(yùn)行環(huán)境為：

　　WINOOWs2000SP3以上

　　WINOOWsXPHome

　　WINOOWsXPProfessional

　　西門子plc沒有在其他操作系統(tǒng)下測(cè)試，不保證能夠使用。

　　2、Step7Micro/WINV4.0和其他的版本兼容性如何？

　　Micro/WINV4.0生成的項(xiàng)目文件，舊版本的Micro/WIN不能打開或上載。

　　3、siemens200PLC硬件版本有什么區(qū)別？

　　二代S7-200（CPU22x）系列也分幾個(gè)主要的硬件版本。

　　22版與21版相比，硬件、軟件都有改進(jìn)。22版向下兼容21版的功能。

　　21版CPU的自由口通訊速率300、600被22版的57600、115200所取代，22版不再支持300和600波特率，22版不再有智能模塊位置的限制

　　4、西門子plc的電源改如何連接？

　　在給CPU進(jìn)行供電接線時(shí)，一定要特別小心分清是哪一種供電方式，如果把220VAC接到24VDC供電的CPU上，或者不小心接到24VDC傳感器輸出電源上，都會(huì)造成CPU的損壞。

　　5：S7-200PLC的處理器是多少位的？

　　S7-200CPU的*處理芯片數(shù)據(jù)長度為32位。從CPU累加器AC0/AC1/AC2/AC3的數(shù)據(jù)長度也可以看出。

　　6、如何進(jìn)行S7-200的電源需求與計(jì)算？

　　S7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：

　　當(dāng)有擴(kuò)展模塊時(shí)CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴(kuò)展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定。若不夠用不能外接5V電源。

　　每個(gè)CPU都有一個(gè)24VDC傳感器電源，它為本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊輸入點(diǎn)及擴(kuò)展模塊繼電器線圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個(gè)外部24VDC電源來提供給擴(kuò)展模塊。

　　所謂電源計(jì)算，就是用CPU所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。

　　注意：

　　EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個(gè)電源是通訊端口用的。24VDC電源需求取決于通訊端口上的負(fù)載大小。

　　CPU上的通訊口，可以連接PC/PPI電纜和TD200并為它們供電，此電源消耗已經(jīng)不必再納入計(jì)算。

　　7、200PLC能在零下20度工作嗎？

　　S7-200的工作環(huán)境要求為：

　　0°C－55°C，水平安裝

　　0°C－45°C，垂直安裝

　　相對(duì)濕度95%，不結(jié)露

　　西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUSS7-200）：

　　工作溫度范圍：-25°C－+70°C

　　相對(duì)濕度：55°C時(shí)98%，70°C時(shí)45%

　　其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同

　　S7-200的寬溫型產(chǎn)品，每種都有其單獨(dú)的訂貨號(hào)，可以到SIPLUS產(chǎn)品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對(duì)應(yīng)的SIPLUS產(chǎn)品。

　　文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產(chǎn)品。

　　還要注意國內(nèi)沒有現(xiàn)貨，如需要請(qǐng)和當(dāng)?shù)匚鏖T子辦事處或經(jīng)銷商聯(lián)系。

　　8、數(shù)字量輸入/輸出（DI/DO）響應(yīng)速度有多快？能作高速輸入和輸出嗎？

　　S7-200在CPU單元上設(shè)有硬件電路（芯片等）處理高速數(shù)字量I/O，如高速計(jì)數(shù)器（輸入）、高速脈沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作，可以達(dá)到很高的頻率；但點(diǎn)數(shù)受到硬件資源的限制。

　　S7-200CPU按照以下機(jī)制循環(huán)工作：

　　讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

　　執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號(hào)的新狀態(tài)

　　將輸出信號(hào)寫入到輸出映像區(qū)

　　注意：只要CPU處于運(yùn)行狀態(tài)，上述步驟就周而復(fù)始地執(zhí)行。在第二步中，CPU也執(zhí)行通訊、自檢等工作。

　　上述三個(gè)步驟是S7-200CPU的軟件處理過程，可以認(rèn)為就是程序掃描時(shí)間。實(shí)際上，S7-200對(duì)數(shù)字量的處理速度受到以下幾個(gè)因素的限制：

　　輸入硬件延時(shí)（從輸入信號(hào)狀態(tài)改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區(qū)時(shí)能夠識(shí)別其改變的時(shí)間）

　　CPU的內(nèi)部處理時(shí)間，包括：

　　讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

　　執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號(hào)的新狀態(tài)

　　將輸出信號(hào)寫入到輸出映像區(qū)

　　輸出硬件延時(shí)（從輸出緩沖區(qū)狀態(tài)改變到輸出點(diǎn)真實(shí)電平改變的時(shí)間）

　　上述A，B，C三段時(shí)間，就是限制西門子PLC處理數(shù)字量響應(yīng)速度的主要因素。

　　一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時(shí)，如輸出點(diǎn)外接的中間繼電器動(dòng)作時(shí)間等。

　　以上數(shù)據(jù)都在《S7-200系統(tǒng)手冊(cè)》中標(biāo)明，這里只是列表比較。CPU上的部分輸入點(diǎn)延時(shí)（濾波）時(shí)間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統(tǒng)塊"中設(shè)置，其缺省的濾波時(shí)間是6.4ms。

　　如果把容易受到干擾的信號(hào)接到CPU上可改變?yōu)V波時(shí)間的DI點(diǎn)上，調(diào)整濾波時(shí)間可能改善信號(hào)檢測(cè)的質(zhì)量。

　　支持高速計(jì)數(shù)器功能的輸入點(diǎn)在相應(yīng)功能開通時(shí)不受此濾波時(shí)間約束。濾波設(shè)置對(duì)輸入映像區(qū)的刷新、開關(guān)量輸入中斷、脈沖捕捉功能同樣有效。

　　有些輸出點(diǎn)要比其他點(diǎn)更快些，是因?yàn)樗鼈兛梢杂糜诟咚佥敵龉δ埽谟布嫌刑厥庠O(shè)計(jì)。沒有專門使用硬件高速輸出功能時(shí)，它們只是和普通點(diǎn)一樣處理

　　繼電器輸出開關(guān)頻率為1Hz。

　　9、S7-200處理快速響應(yīng)信號(hào)的對(duì)策有那些？

　　使用CPU內(nèi)置的高速計(jì)數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器處理序列脈沖信號(hào)

　　使用部分CPU數(shù)字量輸入點(diǎn)的硬件中斷功能，在中斷服務(wù)程序中處理；進(jìn)入中斷的延時(shí)可以忽略。

　　S7-200擁有“直接讀輸入"和“直接寫輸出"指令，可以越過程序掃描周期的時(shí)間限制

　　使用部分CPU數(shù)字量輸入點(diǎn)的“脈沖捕捉"功能捕捉短暫的脈沖

　　注意：S7-200系統(tǒng)中小周期的定時(shí)任務(wù)為1ms。

　　所有實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)處理的措施，都要考慮所有限制因素的影響。例如，為一個(gè)需要毫秒級(jí)響應(yīng)速度的信號(hào)選擇500μs輸出延時(shí)的硬件，顯然是不合理的。

　　10、S7-200程序掃描時(shí)間和程序大小有關(guān)系嗎？

　　程序掃描時(shí)間與用戶程序的大小成正比。

　　《S7-200系統(tǒng)手冊(cè)》中有每個(gè)指令所需執(zhí)行時(shí)間的數(shù)據(jù)。實(shí)際上很難事先預(yù)先精確計(jì)算出程序掃描時(shí)間，特別是還沒有開始編程序時(shí)。

　　可以看出，常規(guī)的PLC處理模式不適合時(shí)間響應(yīng)要求高的數(shù)字量信號(hào)?？赡苄枰鶕?jù)具體任務(wù)采用一些特別的方法。

　　11、CPU224XP高速脈沖輸出較快能達(dá)到多少？

　　CPU224XP的高速脈沖輸出Q0.0和Q0.1支持高達(dá)100KHz的頻率。

　　Q0.0和Q0.1支持5-24VDC輸出。但是它們必須和Q0.2-Q0.4一起成組輸出相同的電壓。高速輸出只能用在CPU224XPDC/DC/DC型號(hào)

　　12、CPU224XP本體上的模擬量輸入也是高速響應(yīng)的嗎？

　　它的響應(yīng)速度是250ms，不同于模擬量擴(kuò)展模塊的數(shù)據(jù)。CPU224XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同，應(yīng)用的轉(zhuǎn)換原理不同，因此精度和速度不一樣。

　　13：CPU224XP后面掛的模擬量模塊的地址如何分配？

　　S7-200的模擬量I/O地址總是以2個(gè)通道/模塊的規(guī)律增加。所以CPU224XP后面的*個(gè)模擬量輸入通道的地址為AIW4；*個(gè)輸出通道的地址為AQW4，AQW2不能用。

　　14、S7-200CPU上的通訊口支持哪些訊協(xié)議？

　　1）PPI協(xié)議：西門子專為S7-200開發(fā)的通訊協(xié)議

　　2）MPI協(xié)議：不*支持，只能作從站

　　3）自由口模式：由用戶自定義的通訊協(xié)議，用于與其他串行通訊設(shè)備通訊（如串行打印機(jī)等）。

　　S7-200編程軟件Micro/WIN提供了通過自由口模式實(shí)現(xiàn)的通訊功能：

　　1）USS指令庫：用于S7-200與西門子變頻器（MM4系列、SINAMICSG110和老的MM3系列）

　　2）ModbusRTU指令庫：用于與支持ModbusRTU主站協(xié)議的設(shè)備通訊

S7-300 PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、模塊化設(shè)計(jì)

• 模塊化微型PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求

• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)

• 簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活

• 方便用戶和簡(jiǎn)易的無風(fēng)扇設(shè)計(jì)

• 當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展

• 大量的集成功能使它功能非常強(qiáng)勁

2、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便

• DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝：只需簡(jiǎn)單地將模塊鉤在 DIN標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位，然后用螺栓鎖緊。

• 集成的背板總線：背板總線集成在模塊上，模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在機(jī)殼的背后。

• 更換模塊簡(jiǎn)單并且不會(huì)弄錯(cuò)：更換模塊時(shí)，只需松開安裝螺釘。很簡(jiǎn)單地拔下已經(jīng)接線的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線的連接器插到其他的模塊上。

• 可靠的接線端子：對(duì)于信號(hào)模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子

• TOP連接：采用一個(gè)帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線?；蛘咧苯釉谛盘?hào)模塊上進(jìn)行接線。

• 確定的安裝深度：所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護(hù)，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。

• 沒有槽位的限制：信號(hào)模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個(gè)槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。

• 靈活布置：機(jī)架(CR/ER)可以根據(jù)*佳布局需要，水平或垂直安裝。

• 獨(dú)立安裝：每個(gè)機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝，兩個(gè)機(jī)架間(主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架)的距離*長為10 米。

• 如果用戶的自控系統(tǒng)任務(wù)需要多于8個(gè)信號(hào)模塊或通訊處理器模塊時(shí)，則可以擴(kuò)展 s7-300機(jī)架(CPU314以上)

三、S7-300 PLC性能

SIMATIC S7-300 的大量功能支持和幫助用戶進(jìn)行編程啟動(dòng)和維護(hù)

• 高速的指令處理：0.6~0.1μS的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。

• 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算：用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。

• 方便用戶的參數(shù)賦值：一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門和培訓(xùn)的費(fèi)用。

• 人機(jī)界面 (HMI)：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300 操作系統(tǒng)內(nèi)。因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中要求數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。

• 診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件
  (例如：超時(shí)，模塊更換，等等)。

• 口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。

• 操作方式選擇開關(guān) ：操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。

四、S7-300 PLC通訊功能

SIMATIC S7-300具有多種不同的通訊接口：

• 多種通訊處理器用來連接AS-i接口、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)

• 通訊處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)

• 多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATICS7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這是一個(gè)經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。

（1）通過多點(diǎn)接口(MPI) 的數(shù)據(jù)通訊

所有CPU都配有一個(gè)MPI接口X1。組態(tài)配有MPI/DP接口的CPU，作為MPI節(jié)點(diǎn)。要使用DP接口，在STEP7中設(shè)置DP接口模式。

MPI（多點(diǎn)接口）表示用于PG/OP連接或用于在MPI子網(wǎng)中進(jìn)行通訊的CPU接口。所有CPU的典型（缺?。﹤鬏斅蕿?87.5kbps。對(duì)于與S7-200的通訊，還可以將傳輸率設(shè)置為19.2kbps。315-2PN/DP和317 CPU支持高達(dá)12Mbps的傳輸率。

能進(jìn)行MPI通訊的設(shè)備

• PG/PC

• OP/TP

• 帶有MPI的S7-300/S7-400

• S7-200（僅19.2kbps）

（2）通過PROFIBUS-DP接口通訊

CPU***配有一個(gè)DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一個(gè)MPI/DP X1接口。帶有MPI/DP接口的CPU帶有缺省的MPI組態(tài)。如果要使用DP接口，則需要在STEP7中設(shè)置DP模式。

PROFIBUS DP接口主要用于連接分布式I/O。例如，PROFIBUS DP允許您創(chuàng)建大型子網(wǎng)?？蓪ROFIBUS DP接口設(shè)置為在主站或從站模式下運(yùn)行，支持的傳輸率*高可達(dá)12Mbps