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西門子PLC S7-200常見的71個故障匯總及解決辦法

??西門子PLC概述

??德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的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，經歷了C3，S3，S5，S7系列，已成為應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的應用領域從更換繼電器和接觸器一直擴展到在單機、網絡以及分布式配置中更復雜的自動化任務。S7-200也越來越多地提供了對以前曾由于經濟原因而開發的特殊電子設備的地區的進入。

??S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。

??1．基本單元

??S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數的分配見表4-11：

??2．擴展單元

??S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數的分配如表4-12所示。

??3．編程器

??PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進行監控和故障檢測。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，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現場編程及監測工具，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算機進行編程操作，將的編程軟件裝入計算機內，可直接采用梯形圖語言編程，實現在線監測，非常直觀，且功能強大，S7-200系列PLC的編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

??4．程序存儲卡

??為了保證程序及重要參數的安全，一般小型PLC設有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內容寫入PLC，也可將PLC內的程序及重要參數傳到外接EEPROM卡盒內作為備份。程序存儲卡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

??寫入器的功能是實現PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或將PLC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區。

??6．文本顯示器

??文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統信息的顯示設備，還可以作為控制單元對某個量的數值進行修改，或直接設置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個變量的狀態。過程參數可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統時，可以進行參數設置和診斷。

??西門子S7-200系列PLC的優點

??1、強大的性能，模塊化和開放式通訊

??2、結構緊湊小巧－狹小空間處理任何應用的理想選擇

??3、在所有CPU型號中的基本和高級功能

??4、大容量程序和數據存儲器

??5、杰出的實時響應－在任何時候均可對整個過程進行*控制，從而提高了質量、效率和安全性

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

??7、集成的 R-S 485接口或者作為系統總線使用

??8、極其快速和精確的操作順序和過程控制

??9、通過時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程

• 通過CP的數據通訊(點對點) 
  ---- 用CP 340/CP 341通訊處理模塊可以建立起經濟而方便的點到點鏈。在3種通訊接口的基礎上，有多種通訊協議可以使用。

• 20 mA(TTY) 

• RS 232C/V.24 

• 通過多點接口(MPI) 的數據通訊 
  ---- 多點接口(MPI)通訊口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于簡單聯網。

• MPI能同時連接幾個帶 STEP 7的編程器/PC、人機界面(HMI) 

• 全局數據 
  聯網的CPU可以利用全局數據(GD)服務，周期性地相互進行數據交換。 (每個程序周期多允許16個GD包，每包多64字節)。S7-300 cpu每次多可以交換4個含22個字節的數據包，而且多可以有16個CPU參與數據交換(用step7 v4.x以上版編程軟件)。全局數據通訊只能通過MPI接口。 

• 內部通訊總線(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FM/CP模塊進行編址。 

• 功能強大的通訊技術 
  - 多32個MPI站 
  - 每個CPU多有8個動態通 
  - 訊連接用于與SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7進行標準通訊 
  - 每個CPU多有4個靜態通訊連接用于與編程器、PC機、SIMATIC HMI系統和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7進行擴展通訊 。 
  - 數據傳輸速度187.5千位/秒或12兆位/秒 

• 靈活的擴展能力 
  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"系列產品。這些部件保證了的配置。例如，在任意兩個給定的MPI節點之間可串聯多10個中繼器來跨越長距離。

• 通過CP進行數據通訊(PROFIBUS或工業以太網) 
  ---- 可通過CP 342/343通訊處理器將SIMATIC S7-300與 PROFIBUS 和工業以太網總線系統相連。 
  
  ---- 可連接的包括 

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

• 數控系統 

• 機械手控制系統 

• 工業PC機 

• 驅動控制器 

• 非西門子裝置

• SIMATIC S7-300 

• SIMATIC S7-400 

• SIMATIC S5-115U/H 

• 編程器 

• 個人計算機 

• SIMATIC HMI人機界面系統

• 對信號進行監視 (診斷) 

• 對過程信號進行監視 (過程中斷)

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

• 可參數化的診斷信息：通過相應的參數始能診斷信息的發送 

• 不可參數化的診斷信息：不管是否參數化均可發送診斷信息

• ---- 如果發送診斷信息(例如無編碼器電源)，則模板執行一個診斷中斷。此時CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊(OB 82)。 
   

  數字量輸入/輸出模板
  診斷信息	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
  無編碼器電源  無外部輔助電壓  無內部輔助電壓  熔斷器熔  斷模板參數錯誤	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+ 無電壓內部模板  熔斷器損壞  內部模板熔斷器損壞  傳向模板的參數錯誤	看門狗故障  EPROM故障  RAM故障  過程報警丟失	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  過程中斷到達時間快于CPU處理時間
  模擬量輸入模板
  診斷信息	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
  無外部電壓 組態/參數錯誤  共模故障  斷線	模板L+無電壓  傳向模板的參數錯誤  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	可能的錯誤原因	診斷信息	可能的錯誤原因
  無外部電壓 組態/參數錯誤	模板L+無電壓  傳向模板的參數錯誤	對地短路  斷線	輸出過載輸出QV與MANA短路  執行器阻抗太高模擬與執行器之間斷線通道開路
  過程中斷
  通過過程中斷，可以對過程信號進行監視和響應。 數字量輸入模板 根據設置的參數，模板可以對每個通道組進行過程中斷，可以選擇信號變化的上升沿、下降沿或兩個沿均可。CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊 (OB 40)。信號模板可以對每個通道的一個中斷進行暫存。 模擬量輸入模板 通過上限值和下限值定義一個工作范圍。模板將對測量值與這些限制值進行比較。如果超限，則執行過程中斷。 CPU中斷執行用戶程序，或中斷執行低優先級的中斷，來處理相應的診斷中斷功能塊 (OB 40)。
  S7-300、S7-300F總體技術規范
  保護等級		符合IEC 529的IP 20
  環境溫度		0 - 60oC 0 - 40oC
  相對濕度		5 - 95%，無凝結
  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
  機械強度		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： 沖擊強度：15g(峰值)，持續時間11ms
  S7-300戶外型模總體技術規范
  氣候運行條件
  溫度		水平安裝：-25oC-60oC 0 - 40oC 垂直安裝：-25oC-40oC
  相對濕度		5 - 95%，允許短時凝結
  短時結冰		-25oC-0oC，IEC 721 3-3，級別3K5
  大氣壓		750 - 1080 hPa， 對應高度：-1000至2000m
  污染濃度		SO2:<0.5ppm，相對濕度<60%，測試：10ppm，4天H2S:<0.1ppm，相對濕度<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 
  - 測量范圍選擇錯誤輸入值超過上限