淺談S7-300/400 PLC常見故障診斷及處理

曹 媛

（大唐黃島發電有限公司,山東 青島 266000）

淺談S7-300/400 PLC常見故障診斷及處理

曹 媛

（大唐黃島發電有限公司,山東 青島 266000）

S7系列是西門子自動控制系統的關鍵部件，其以極高的性價比在我國的各行各業得到了廣泛的應用。本文主要介紹了S7-300/400的結構和應用中常見故障，并對其常見故障提出診斷經驗及處理辦法。

西門子 ;S7-300/400;故障診斷及處理

0 前言

隨著時代的進步，微處理器、計算機和數字通信技術有了飛速發展，計算機控制已經廣泛地應用在幾乎所有工業領域。PLC即可編程控制器是以微處理器為基礎的通用工業控制裝置，它具有極高的可靠性和靈活性，其應用面極廣、功能強大、使用方便，已在工業生產的所有領域廣泛應用，特別是西門子公司的S7-300/400在大中型PLC中應用最廣，市場占有率最高。

1 結構簡介

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、功能模塊和導軌組成，電源模塊通過電源連接器或導線與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架上，電源模塊安裝在機架的最左邊，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，即3號槽，其他模塊使用4-11號槽。除帶CPU的中央機架，最多可增加3個擴展機架，每個機架可插8個模塊（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，易于擴展，通信能力強。它主要由機架、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。機架用來固定模塊、通過模塊工作電壓和實現局部接地，并通過信號總線將不同模塊連接在一起，機架的總線連接板上焊有模塊插座，所有模塊固定在機架插座上，并從機架上獲取工作電壓。如果一個機架容納不下所有模塊，可以擴展一個或數個機架，各機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狀態指示可分析出故障原因，從而進行處理。

1）SF紅亮，即系統故障，這種故障大多為編程或參數出錯，也有可能是CPU硬件故障。此燈亮可先檢查硬件組態的模塊結構是否與實際硬件布置一致，再檢查邏輯、CPU配置信息是否有錯誤，若上述檢查皆正常可嘗試更換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DP/MPI接口1的總線故障，BUS2F對應DP/MPI接口2的總線故障。若是軟件故障，檢查通訊設置的DP/MPI接口地址、傳輸率是否錯誤或IP地址是否有誤；若是硬件故障，檢查DP/MPI接口是否松動或故障，檢查通訊電纜接頭內接線是否松動或通訊線是否破損，檢查MPI電纜終端開關是否設置錯誤。

3）FRCE黃亮，即邏輯中至少有一個I/O被強制為固定值，這個值不會因為用戶程序的執行而改變。可執行變量表的菜單命令“變量”-“停止強制”，解除對強制表中所有變量的強制。

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用來實現中央機架與擴展機架之間的通信，PROFIBUS-DP網絡就是基于接口模件而建，這種通信只需對網絡通信作簡單的組態，不用編寫任何通信程序，就可以實現DP網絡的通信。當DP網絡故障時，可通過接口模件的LED狀態指示進行診斷和分析。

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，即檢查硬件組態的模塊結構與實際結構是否一致，若模塊丟失、缺損或已安裝未組態的模塊，均會有此報錯。

2）SF紅亮，BF紅亮或閃爍，即總線錯誤，硬件故障或軟件故障都有可能出現這種現象。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網絡的參數設置，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誤信息，這些標有日期和時間的錯誤信息保存在CPU的診斷緩存區內，如果用戶已對有關的錯誤處理組織塊編程，CPU將調用該組織塊。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管理器中所選項目的硬件管理，選中要診斷的模塊，執行菜單命令“PLC”-“模塊信息”，選中對話框中的診斷緩沖區即可顯示該模塊發生的所有事件，選中發生的某一事件，在對話框下面的灰色區域將顯示所選事件的詳細信息。用此種辦法打開CPU的診斷緩沖區能看到最近發生的所有診斷事件，如模塊故障、過程寫錯誤、CPU中的系統錯誤、CPU運行模式的切換、用戶程序的錯誤等。

2.2.2 顯示硬件診斷信息

在SIMATIC管理器中選中需診斷的項目，執行菜單命令“PLC”-“診斷/設置”-“硬件診斷”，選擇對話框中“打開在線站點”，診斷視窗顯示整個站在線的組態，包括機架的組態和所有組態模件的診斷符號，這些診斷符號用來形象直觀地表示模塊的運行模式和模塊的故障狀態，如模塊故障、當前組態與實際組態不匹配、無法診斷、強制等。

3 結束語

當現場設備出現故障時，應采用多種方法進行診斷分析，只有多渠道、多方面地統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 用 技 術[M].機 械 工 業 出 版社,2008(02).

[2]劉華波,何文雪,王雪.西門子S7-300/400 PLC編程與應用[M].機械工業出版社,2012.

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