西门子PLC 6ES7 217-1AG40-0XB0

西门子PLC S7-200常见的71个故障汇总及解决办法

  西门子PLC概述

  德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

  西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3，S3，S5，S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。

  西门子PLC S7-200系列PLC的基本硬件组成

  SIMATIC S7-200的应用领域从更换继电器和接触器一直扩展到在单机、网络以及分布式配置中更复杂的自动化任务。S7-200也越来越多地提供了对以前曾由于经济原因而开发的特殊电子设备的地区的进入。

  S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

  1．基本单元

  S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表4-11：

  2．扩展单元

  S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。

  3．编程器

  PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。

  简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及监测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线监测，非常直观，且功能强大，S7-200系列PLC的编程软件为STEP7-Micro/WIN。

  4．程序存储卡

  为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。

  5．写入器

  写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

  6．文本显示器

  文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，多可显示80条信息，每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键，每个都分配了一个存储器位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

  西门子S7-200系列PLC的优点

  1、强大的性能，模块化和开放式通讯

  2、结构紧凑小巧－狭小空间处理任何应用的理想选择

  3、在所有CPU型号中的基本和**功能

  4、大容量程序和数据存储器

  5、杰出的实时响应－在任何时候均可对整个过程进行*控制，从而提高了质量、效率和安全性

  6、易于使用STEP 7-Micro/WIN工程软件－初学者和的理想选择

  7、集成的 R-S 485接口或者作为系统总线使用

  8、极其快速和**的操作顺序和过程控制

  9、通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程

• 通过CP的数据通讯(点对点) 
  ---- 用CP 340/CP 341通讯处理模块可以建立起经济而方便的点到点链。在3种通讯接口的基础上，有多种通讯协议可以使用。

• 20 mA(TTY) 

• RS 232C/V.24 

• 通过多点接口(MPI) 的数据通讯 
  ---- 多点接口(MPI)通讯口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于简单联网。

• MPI能同时连接几个带 STEP 7的编程器/PC、人机界面(HMI) 

• 全局数据 
  联网的CPU可以利用全局数据(GD)服务，周期性地相互进行数据交换。 (每个程序周期多允许16个GD包，每包多64字节)。S7-300 cpu每次多可以交换4个含22个字节的数据包，而且多可以有16个CPU参与数据交换(用step7 v4.x以上版编程软件)。全局数据通讯只能通过MPI接口。 

• 内部通讯总线(K-总线) 
  CPU的MPI是直接与S7-300的K总线连接。即可以用k总线接口从编程器直接通过MPI对FM/CP模块进行编址。 

• 功能强大的通讯技术 
  - 多32个MPI站 
  - 每个CPU多有8个动态通 
  - 讯连接用于与SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7进行标准通讯 
  - 每个CPU多有4个静态通讯连接用于与编程器、PC机、SIMATIC HMI系统和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7进行扩展通讯 。 
  - 数据传输速度187.5千位/秒或12兆位/秒 

• 灵活的扩展能力 
  用下列可靠的部件来配置MPI通讯：LAN电缆，LAN连接器和 RS 485中继器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列产品。这些部件保证了的配置。例如，在任意两个给定的MPI节点之间可串联多10个中继器来跨越长距离。

• 通过CP进行数据通讯(PROFIBUS或工业以太网) 
  ---- 可通过CP 342/343通讯处理器将SIMATIC S7-300与 PROFIBUS 和工业以太网总线系统相连。 
  
  ---- 可连接的包括 

  模板的诊断及过程监视 
  ---- S7-300有多种输入/输出模板具有智能功能：

• 数控系统 

• 机械手控制系统 

• 工业PC机 

• 驱动控制器 

• 非西门子装置

• SIMATIC S7-300 

• SIMATIC S7-400 

• SIMATIC S5-115U/H 

• 编程器 

• 个人计算机 

• SIMATIC HMI人机界面系统

• 对信号进行监视 (诊断) 

• 对过程信号进行监视 (过程中断)

• 诊断 
  ---- 通过诊断可以确定模板所获取的信号(例如数字量模板) 或模拟量处理 (例如模拟量模板) 是否正确。在诊断评估中，可参数化的诊断信息与不可参数化的诊断信息有区别。

• 可参数化的诊断信息：通过相应的参数始能诊断信息的发送 

• 不可参数化的诊断信息：不管是否参数化均可发送诊断信息

• ---- 如果发送诊断信息(例如无编码器电源)，则模板执行一个诊断中断。此时CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块(OB 82)。 
   

  数字量输入/输出模板
  诊断信息	可能的错误原因	诊断信息	可能的错误原因
  无编码器电源  无外部辅助电压  无内部辅助电压  熔断器熔  断模板参数错误	编码器电源过载编码器  电源与 M 短路  模板 L+ 无电压  模板 L+ 无电压内部模板  熔断器损坏  内部模板熔断器损坏  传向模板的参数错误	看门狗故障  EPROM故障  RAM故障  过程报警丢失	高电磁干扰模板损坏  高电磁干扰模板损坏  高电磁干扰模板损坏  过程中断到达时间快于CPU处理时间
  模拟量输入模板
  诊断信息	可能的错误原因	诊断信息	可能的错误原因
  无外部电压 组态/参数错误  共模故障  断线	模板L+无电压  传向模板的参数错误  输入(M)与测量电路的参考  电势差UCM太高  编码器连接阻抗太高模板和传感器之间断线通道开路	测量范围下溢  测量范围上溢	输入值低压下限
  模拟量输入模板
  诊断信息	可能的错误原因	诊断信息	可能的错误原因
  无外部电压 组态/参数错误	模板L+无电压  传向模板的参数错误	对地短路  断线	输出过载输出QV与MANA短路  执行器阻抗太高模拟与执行器之间断线通道开路
  过程中断
  通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。 数字量输入模板 根据设置的参数，模板可以对每个通道组进行过程中断，可以选择信号变化的上升沿、下降沿或两个沿均可。CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块 (OB 40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。 模拟量输入模板 通过上限值和下限值定义一个工作范围。模板将对测量值与这些限制值进行比较。如果超限，则执行过程中断。 CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块 (OB 40)。

  接地体或接地极按结构可分为人工接地体和自然接地体。

    人工接地体是指为接地而采用人工方法在地下埋设的接地体，通常将角钢或钢管等垂直埋入地下，一般几根接地体用圆钢或扁钢连接（焊接）而成。

    自然接地体是指已敷设在地下的金属管道、建筑物钢筋混凝土基础（钢筋）、自流井插入管等。

    当利用自然接地体还不能满足接地电阻要求时，再装设人工辅助接地体，这样做有利于减少钢材的消耗量。但重要场合，为安全可靠起见，即使利用自然接地体能满是接地电阻要求，也还要装设人工辅助接地体。

    接地体的埋设地点应尽可能满足以下要求：

    (1)接地点附近地下有可利用的自然接地体，从而可降低造价。

    (2)尽量靠近有地下水或潮湿、土壤电阻率较低的地方。应避免靠近烟道或其他热源，以免土壤干燥，使电阻率增高。

    (3)不应在垃圾、灰渣等有腐蚀性的土壤中埋设。

    (4)如埋设在腐蚀性较强的土壤中时，接地体、接地线等应采用镀锌等防腐措施，或适当加大其截面积。

    (5)如埋设在高电阻率土壤中时，应采用人工处理土壤的方法来降低土壤的电阻率。

    交流电气设备的接地装置，可以用作自然接地体的有：

    (1)敷设在地下的所有各种用途的金属管道、下水道管、热力管道，但液体燃料和可燃性或爆炸性气体的金属管道，以及包有黄麻、沥青层等绝缘物的金属管道除外。

    (2)建筑物、构筑物与地连接的金属结构。

    (3)水工构造物的金属桩、自流井插入管。

    (4)有金属外皮的电缆（包有黄麻、沥青层等绝缘物的除外）。

    (5)钢筋混凝土建、构筑物的基础（钢筋）。

    利用自然接地体时，应采用不少于两根的导体在不同地点与接地干线相连接，以提高可靠性。

    如果利用自然接地体能满足接地电阻要求时，则可不必另设人工接地体，但发电站、变配电所以及有爆炸危险的场所的接地装置等除外。