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西门子PLC软/硬件故障判断和处理方法

西门子（SIMATIC）PLC以其精湛的德国电路板制造工艺，在我国很过行业被广泛应用，西门子故障处理、PCL电路板维修因而成为很多企业设备维护技术人员必须掌握的本领。

    本文主要以西门子S5系列PLC为例分析西门子PLC的主要主要故障表现以及处理办法。

S5系列PLC目前在我国工业市场常见的主要有U型（通用型）、W型（字处理型）、R型（开关型）等三种型号。不同型号的PLC，其故障表现和判断方式也不同。这其中，软件故障都可以利用西门子专用编程器解决问题，西门子PLC都留有通讯PC接口，通过专用伺服编程器即可以解决几乎所有的软件问题。

    通过软件PC程序可以判断是否是软件故障，如果是硬件故障，则需要专用的芯片级电路板维修工程师才可对其进行修复工作，PLC一般都是模块话结构构成，较为简单的处理方式就是更换故障板卡。而上海彩亚电路板维修有限公司独有的西门子在线检测平台则可以对所有模块结构进行检测，然后对故障部位进行芯片级维修处理，从而节约客户成本超过70%以上。

    1、软故障的判断和处理

    S5 PLC具有自诊断能力，发生模块功能错误时往往能报警并按预先程序作出反应，通过故障指示灯就可判断。当电源正常，各指示灯也指示正常，特别是输入信号正常，但系统功能不正常（输出无或乱）时，本着先易后难、先软后硬的检修原则首先检查用户程序是否出现问题。S5的用户程序储存在PLC的RAM中，是掉电易失性的，当后备电池故障系统电源发生闪失时，程序丢失或紊乱的可能性就很大，当然强烈的电磁干扰也会引起程序出错。有EPROM存储卡及插槽的PLC恢复程序就相当简单，将EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能解决问题；没有EPROM子卡的用户就要利用PG的联机功能将正确的程序发送到PLC上。需要特别说明的是，有时简单的程序覆盖不能解决问题，这时在重新拷贝程序前总清一下RAM中的用户程序是相当必要的。通过将PLC上的“RUN”“ST”开关按RUN---ST---RUN---ST---RUN的顺序拨打一遍或在PG上执行“bbbbbb—Blocks—Delete---inPLC—allblocks---overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的总清。 另外，保存在EPROM中的程序并不是万无一失的，过分相信EPROM上的程序有时会给检修带来困惑。所以经常性的检查核对EPROM中的程序，特别是PG中的备份程序就显的尤为重要。

　2、PLC硬件故障

　PLC的硬件故障较为直观地就能发现，维修的基本方法就是更换模块。根据故障指示灯和故障现象判断故障模块是检修的关键，盲目的更换会带来不必要的损失。

　（1）电源模块故障。

一个工作正常的电源模块，其上面的工作指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是绿色长亮的，哪一个灯的颜色发生了变化或闪烁或熄灭就表示那一部分的电源有问题。“AC”灯表示PLC的交流总电源，“AC”灯不亮时多半无工作电源，整个PLC停止。这时就应该检查电源保险丝是否熔断，更换熔丝是应用同规格同型号的保险丝，无同型号的进口熔丝时要用电流相同的快速熔丝代替。如重复烧保险丝说明电路板短路或损坏，更换整个电源。“5VDC”、“24VDC”灯熄灭表示无相应的直流电源输出，当电源偏差超出正常值5%时指示灯闪烁，此时虽然PLC仍能工作，但应引起重视，必要时停机检修。“BATT”变色灯是后备电源指示灯，绿色正常，黄色电量低，红色故障。黄灯亮时就应该更换后备电池，手册规定两到三年更换锂电池一次，当红灯亮时表示后备电源系统故障，也需要更换整个模块。

     （2）I/O模块故障。

　　输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二极管指示。有输入信号但该点不亮或确定有输出但输出灯不亮时就应该怀疑I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，如果只是因为一个点的损坏就更换整个模块在经济上不合算。通常的做法是找备用点替代，然后在程序中更改相应的地址。但要注意，程序较大是查找具体地址有困难。特别强调的是，无论是更换输入模块还是更换输出模块，都要在PLC断电的情况下进行，S5带电插拔模块是不允许的。

　　（3）CPU模块故障。

　　通用型S5 PLC的CPU模块上往往包括有通信接口、EPROM插槽、运行开关等，故障的隐蔽性更大，因为更换CPU模块的费用很大，所以对它的故障分析、判断要尤为仔细。

表1-1例出了CPU模块常见故障及处理方法。

检修实例：一台PLC合上电源时无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯先闪烁后常亮，断电复位后故障依旧，更换CPU模块后运行正常。在进行芯片级维修时更换了CPU但故障灯仍然不停闪烁，至到更换了通信借口板后功能才恢复正常。

示意图解析 （1）S7-200 PLC 系列目前总共可以提供 3 大类，共 10 种数字量输 入/输出扩展模块。 输入扩展模块 EM221 有两种类型，包括 8 点 24 V DC 输入，光 耦隔离；16 点 24 V DC 输入，光耦隔离。 输出扩展模块 EM222CN 有两种类型，包括 8 点 24 V DC 输出型， 8 点继电器输出型。 输入/输出扩展模块 EM223 有 6 种类型，包括 24 V DC 4 入/4 出，24 V DC 4 入/继电器 4 出。24 V DC 8 入/8 出，24 V DC 8 入/ 继电器 8 出，24 V DC 16 入/16 出，24 V DC 16 入/继电器 16 出。 （2）用户选用具有不同 I/O 点数的数字量扩展模块，可以满足不同的 控制需要，节约投资费用。系统规模扩大后，增加 I/O 点数也很方便。用 户可选用 8 点、16 点或 32 点的数字量输入/输出模块，除 CPU221 外， 其他 CPU 模块均可配接多个扩展模块，连接时 CPU 模块放在左侧，扩展 模块用扁平电缆与左侧的模块相连。

 
在自动控制方面，plc和变频器接线是否正确，是能不能消除干扰的重要因素，特别是变频器干扰模拟量信号，由于受到干扰，信号测量不准，用户不接受。
在我们干的PLC柜中，用的多的模拟量输入模块是7KF02，用2线制电流和用4线制电流，接线不对，会造成干扰的。
在PLC柜中，对于2线制电流，将10和11端子短接，同时接到柜里的端子排上，M点也接到端子排上，Aana和M和地暂时不连接，在调试时，看具体情况，由于每个现场条件不一样，根据现场情况及干扰信号情况，再决定连不连接，对于4线制电流，短接10和11端，M和Aana接到端子排上，同样连不连接也要看现场情况，有没有干扰。
这样接线灵活，根据现场情况，看干扰信号情况，决定连不连接。
模拟量干扰多来自变频器，除了强弱电分开，变频器的给定信号，反馈信号，采用屏蔽线一端接地，在变频器柜中，不把给定信号，反馈信号接到端子排上，而是从PLC柜直接用屏蔽线接到变频器给定，反馈端子上，这样也能防止干扰。
这是我们多年总结的经验，PLC接线重要。