西门子PLC故障分析及屏蔽防护

西门子S7 PLC报SF故障的分析和处理方法

一、前言

西门子S7 PLC最常见的故障之一就是报SF故障，CPU面板上的状态指示灯

SF灯亮红色，其含义是提示发生了硬件故障或软件错误，有时伴随着CPU停机、

自动由运行（RUN）状态转入停机（STOP）状态，造成生产中断甚至发生意外生

产事故。但SF亮红灯只是一个笼统的提示，要快速查找出具体故障原因确是一

件非常麻烦的事情。下面结合现场发生的一起实际案例叙述故障原因分析和处理

方法，供同仁们参考。

二、故障现象

某日原料车间一台取料机发生故障，故障的现象是取料机驾驶员在启动斗轮

机或皮带机这两台设备时在启动过程中突然故障停机，查看PLC柜发现

（CPU315-2 PN/DP）CPU停机处于STOP状态并报SF红灯亮故障，将PLC重新上

电后恢复正常，再次启动斗轮机和皮带机的过程中又重复发生该故障，如果在启

动斗轮机或皮带机之前启动取料机上的其它设备都没有问题，就仅仅是启动这两

台设备时会发生故障。但不是每次操作斗轮机或皮带机都会发生故障，有时重新

上电后能够坚持一段时间，更不可思议的是有时重新上电后CPU刚刚进入RUN

状态不久驾驶员还没有操作任何设备时就发生了该故障（CPU自动进入STOP状

态并报SF红灯亮）。这种时有时无的不规律故障是电气自动化人员最头疼的故障。

三、故障原因的查找方法

首先检查机械、电气设备，均未发现异常，斗轮机和皮带机的软启动器也未

报故障，开关、接触器、软启、线路、操作台、电机均属正常，剩下的就是查

PLC了。自动化人员用安装有西门子S7 PLC软件（Step 7）的电脑笔记本（并

携带有MPI/DP数据线或网线）连接PLC在线察看故障信息，方法如下：

第一步：电脑连接PLC，上传备份PLC原程序。这一步非常重要，自动化人

员必须养成该习惯，不要轻易相信别人的备份和电脑上已有的备份。

第二步：打开PLC程序，打开硬件组态（即配置），在线查找故障信息。如

随着社会科技的进步，对技术人员的要求也越来越高。稍微一些不当的操作就会对机器造成影响，从而停止运作。

PLC控制系统出现故障可是挺严重的问题，我们需要对其进行具体分析，才能做出准确的修理，避免发的故障。下面就以西门子的产品为例，来与大家讲解一下PLC常见的故障问题。

西门子PLCS系列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。

1、软故障的判断和处理

S5PLC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“Object—Blocks—Delete---inPLC—allblocks---overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的总清。

SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。整个PLC系统与外联设备相接，就构成了一个自动控制系统，接下来就为大家详细的讲解一下，希望对大家有所帮助。

1、CPU异常：

CPU异常报警时，应检查CPU单元连接于内部总线上的所有器件。具体方法是依次更换可能产生故障的单元，找出故障单元，并作相应处理。

2、存储器异常：

存储器异常报警时，如果是程序存储器的问题，通过重新编程后还会再现故障。这种情况可能是噪声的干扰引起程序的变化，否则应更换存储器。

3、输入/输出单元异常、扩展单元异常：

发生这类报警时，应首先检查输入/输出单元和扩展单元连接器的插入状态、电缆连接状态，确定故障发生的某单元之后，再更换单元。

4、不执行程序：

一般情况下可依照输入---程序执行---输出的步骤进行检查

输入检查是利用输入LED指示灯识别，或用写入器构成的输入监视器检查。当输入LED不亮时，可初步确定是外部输入系统故障，再配合万用表检查。如果输出电压不正常，就可确定是输入单元故障。当LED亮而内部监视器无显示时，则可认为是输入单元、CPU单元或扩展单元的故障。

5、部分程序不执行：

检查方法与前项相同

但是，如果计数器、步进控制器等的输入时间过短，则会出现无响应故障，这时应该校验输入时间是否足够大，校验可按输入时间

6、电源的短时掉电，程序内容也会消失：

通过反复通断PLC本身电源来检查。为使微处理器正确启动，PLC中设有初使复位点电路和电源断开时的保存程序电路。这种电路发生故障时，就不能保存程序。所以可用电源的通、断进行检查。

7、PROM不能运转：

先检查PROM插入是否良好，然后确定是否需要更换芯片

8、电源重新投入或复位后，动作停止：

这种故障可认为是噪声干扰或PLC内部接触不良所致。噪声原因一般都是电路板中小电容容量减小或元件性能不良所致，对接触不良原因可通过轻轻敲PLC机体进行检查。还要检查电缆和连接器的插入状态。

西门子S7-400H PLC的常见故障分析及处理方式

摘要:PLC是专为工业环境应用而设计的一种具有数字运算操作能力的可编程逻辑控制器,它是对传统控制元器件继电器的一种替代,因其采用微型计算机的工业控制装置功能而具备了强大的逻辑控制特性,目前在工业自动化控制领域得到越来越普遍的应用。而在诸多PLC系列产品中,西门子研发的诸如PLC200、PLC300和PLC400系列产品因其强大的功能和适用范围而得到市场的青睐,而这其中S7-400可编程控制器性能突出而成为市场的主流。本文笔者结合多年的西门子S7-400系列产品的维护经验,以其在石化装置中的应用为例分析了S7-400H PLC产品常见的故障,并提出了解决措施。

关键词:西门子 PLC S7-400H 故障 处理方法

PLC是Programmable Logic Controller的英文缩写,中文为可编程控制器。PLC实质是专用于进行工业控制的计算机,在微型计算机技术支撑下的工业装置功能拓展了其逻辑控制范围,因此得以在工业自动化控制中广泛应用。随着PLC技术的日渐成熟和研制PLC系列产品的国家越来越多,PLC产品逐渐在性能上实现了高传输质量、快速率和稳定宽带,且相比传统组网技术而显现出了低成本优势,成为了当前工业自动化控制领域的最为重要应用控制系统之一。PLC系列产品研制开发的国家主要集中在德国和日本,其中尤以德国西门子公司研制开发的PLC S7系列产品因其在中高端性能领域的显著优势而在高端装备制造业领域得到广泛应用。目前西门子开发S7 PLC系列产品中,S7-400 PLC由于具备强大的模块扩展和MPI多点接口功能而在高端装备制造业中得到应用,然而其存在的故障也具有普遍性。本文在此从分析S7-400产品特点出发,以该产品在化工工业领域应用为例分析了产品存在的故障,提出了解决措施,具有一定的参考价值。

1 S7-400基本设计综述

S7-400自动化控制系统采用模块化设计,具备的强大的模板扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。基本系统包括了电源模板、中央处理器、各种信号模板、功能模板、接口模板和SIMATIC S5模板。这些不同的模块的组合借助信号总线来连接,利用机架来固定模块。此外,S7-400还提供多种级别的CPU模块和种类齐全的通用模块。