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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－初學者和專家的理想選擇

　　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

　　西門子PLC S7-200常見的71個問題故障及解決辦法

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

　　Step7Micro/WINV4.0的安裝、運行環境為：

　　WINOOWs2000SP3以上

　　WINOOWsXPHome

　　WINOOWsXPProfessional

　　西門子plc沒有在其他操作系統下測試，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硬件版本有什么區別？

　　二代S7-200（CPU22x）系列也分幾個主要的硬件版本。

　　22版與21版相比，硬件、軟件都有改進。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進行供電接線時，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*處理芯片數據長度為32位。從CPU累加器AC0/AC1/AC2/AC3的數據長度也可以看出。

　　6、如何進行S7-200的電源需求與計算？

　　S7-200CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：

　　當有擴展模塊時CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴展模塊的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CPU都有一個24VDC傳感器電源，它為本機輸入點和擴展模塊輸入點及擴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，你可以增加一個外部24VDC電源來提供給擴展模塊。

　　所謂電源計算，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，這個電源是通訊端口用的。24VDC電源需求取決于通訊端口上的負載大小。

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

　　7、200PLC能在零下20度工作嗎？

　　S7-200的工作環境要求為：

　　0°C－55°C，水平安裝

　　0°C－45°C，垂直安裝

　　相對濕度95%，不結露

　　西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產品（SIPLUSS7-200）：

　　工作溫度范圍：-25°C－+70°C

　　相對濕度：55°C時98%，70°C時45%

　　其他參數與普通S7-200產品相同

　　S7-200的寬溫型產品，每種都有其單獨的訂貨號，可以到SIPLUS產品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對應的SIPLUS產品。

　　文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產品。

　　還要注意國內沒有現貨，如需要請和當地西門子辦事處或經銷商聯系。

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

　　S7-200在CPU單元上設有硬件電路（芯片等）處理高速數字量I/O，如高速計數器（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，可以達到很高的頻率；但點數受到硬件資源的限制。

　　S7-200CPU按照以下機制循環工作：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　注意：只要CPU處于運行狀態，上述步驟就周而復始地執行。在第二步中，CPU也執行通訊、自檢等工作。

　　上述三個步驟是S7-200CPU的軟件處理過程，可以認為就是程序掃描時間。實際上，S7-200對數字量的處理速度受到以下幾個因素的限制：

　　輸入硬件延時（從輸入信號狀態改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區時能夠識別其改變的時間）

　　CPU的內部處理時間，包括：

　　讀取輸入點的狀態到輸入映像區

　　執行用戶程序，進行邏輯運算，得到輸出信號的新狀態

　　將輸出信號寫入到輸出映像區

　　輸出硬件延時（從輸出緩沖區狀態改變到輸出點真實電平改變的時間）

　　上述A，B，C三段時間，就是限制西門子PLC處理數字量響應速度的主要因素。

　　一個實際的系統可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時，如輸出點外接的中間繼電器動作時間等。

　　以上數據都在《S7-200系統手冊》中標明，這里只是列表比較。CPU上的部分輸入點延時（濾波）時間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統塊”中設置，其缺省的濾波時間是6.4ms。

　　如果把容易受到干擾的信號接到CPU上可改變濾波時間的DI點上，調整濾波時間可能改善信號檢測的質量。

　　支持高速計數器功能的輸入點在相應功能開通時不受此濾波時間約束。濾波設置對輸入映像區的刷新、開關量輸入中斷、脈沖捕捉功能同樣有效。

　　有些輸出點要比其他點更快些，是因為它們可以用于高速輸出功能，在硬件上有特殊設計。沒有專門使用硬件高速輸出功能時，它們只是和普通點一樣處理

　　繼電器輸出開關頻率為1Hz。

　　9、S7-200處理快速響應信號的對策有那些？

　　使用CPU內置的高速計數器和高速脈沖發生器處理序列脈沖信號

　　使用部分CPU數字量輸入點的硬件中斷功能，在中斷服務程序中處理；進入中斷的延時可以忽略。

　　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間限制

　　使用部分CPU數字量輸入點的“脈沖捕捉”功能捕捉短暫的脈沖

　　注意：S7-200系統中小周期的定時任務為1ms。

　　所有實現快速信號處理的措施，都要考慮所有限制因素的影響。例如，為一個需要毫秒級響應速度的信號選擇500μs輸出延時的硬件，顯然是不合理的。

　　10、S7-200程序掃描時間和程序大小有關系嗎？

　　程序掃描時間與用戶程序的大小成正比。

　　《S7-200系統手冊》中有每個指令所需執行時間的數據。實際上很難事先預先精確計算出程序掃描時間，特別是還沒有開始編程序時。

　　可以看出，常規的PLC處理模式不適合時間響應要求高的數字量信號。可能需要根據具體任務采用一些特別的方法。

　　11、CPU224XP高速脈沖輸出較快能達到多少？

　　CPU224XP的高速脈沖輸出Q0.0和Q0.1支持高達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

　　12、CPU224XP本體上的模擬量輸入也是高速響應的嗎？

　　它的響應速度是250ms，不同于模擬量擴展模塊的數據。CPU224XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同，應用的轉換原理不同，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個通道/模塊的規律增加。所以CPU224XP后面的*個模擬量輸入通道的地址為AIW4；*個輸出通道的地址為AQW4，AQW2不能用。

　　14、S7-200CPU上的通訊口支持哪些訊協議？

　　1）PPI協議：西門子專為S7-200開發的通訊協議

　　2）MPI協議：不*支持，只能作從站

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

　　S7-200編程軟件Micro/WIN提供了通過自由口模式實現的通訊功能：

　　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主站協議的設備通訊

S7-300 PLC的結構特點

1、模塊化設計

• 模塊化微型PLC 系統，滿足中、小規模的性能要求

• 各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應自動化控制任務

• 簡單實用的分布式結構和多界面網絡能力，使得應用十分靈活

• 方便用戶和簡易的無風扇設計

• 當控制任務增加時，可自由擴展

• 大量的集成功能使它功能非常強勁

2、安裝簡單、維護方便

• DIN標準導軌安裝：只需簡單地將模塊鉤在 DIN標準的安裝導軌上，轉動到位，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，總線連接器插在機殼的背后。

• 更換模塊簡單并且不會弄錯：更換模塊時，只需松開安裝螺釘。很簡單地拔下已經接線的前連接器。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：對于信號模塊可以使用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子

• TOP連接：采用一個帶螺釘或夾緊連接的1至3線系統進行預接線。或者直接在信號模塊上進行接線。

• 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，并有端蓋保護，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。

• 沒有槽位的限制：信號模塊和通訊處理模塊可以不受限制地插到任何一個槽上，系統自行組態。

• 靈活布置：機架(CR/ER)可以根據*佳布局需要，水平或垂直安裝。

• 獨立安裝：每個機架可以距離其他機架很遠進行安裝，兩個機架間(主機架與擴展機架，擴展機架與擴展機架)的距離*長為10 米。

• 如果用戶的自控系統任務需要多于8個信號模塊或通訊處理器模塊時，則可以擴展 s7-300機架(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行編程啟動和維護

• 高速的指令處理：0.6~0.1μS的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。

• 浮點數運算：用此功能可以有效地實現更為復雜的算術運算。

• 方便用戶的參數賦值：一個帶標準用戶接口的軟件工具給所有模塊進行參數賦值，這樣就節省了入門和培訓的費用。

• 人機界面 (HMI)：方便的人機界面服務已經集成在S7-300 操作系統內。因此人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中要求數據，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送。

• 診斷功能：CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件
  (例如：超時，模塊更換，等等)。

• 口令保護：多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改。

• 操作方式選擇開關 ：操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，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和工業以太網總線系統

• 通訊處理器用來連接點到點的通訊系統

• 多點接口(MPI)集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATICS7/M7/C7等自動化控制系統。這是一個經濟而有效的解決方案；方便用戶的step7的用戶界面提供了通訊組態功能，這使得組態非常容易、簡單。

（1）通過多點接口(MPI) 的數據通訊

所有CPU都配有一個MPI接口X1。組態配有MPI/DP接口的CPU，作為MPI節點。要使用DP接口，在STEP7中設置DP接口模式。

MPI（多點接口）表示用于PG/OP連接或用于在MPI子網中進行通訊的CPU接口。所有CPU的典型（缺省）傳輸率為187.5kbps。對于與S7-200的通訊，還可以將傳輸率設置為19.2kbps。315-2PN/DP和317 CPU支持高達12Mbps的傳輸率。

能進行MPI通訊的設備

• 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DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一個MPI/DP X1接口。帶有MPI/DP接口的CPU帶有缺省的MPI組態。如果要使用DP接口，則需要在STEP7中設置DP模式。

PROFIBUS DP接口主要用于連接分布式I/O。例如，PROFIBUS DP允許您創建大型子網。可將PROFIBUS DP接口設置為在主站或從站模式下運行，支持的傳輸率*高可達12Mbps