西门子S7-400PLC的维护和故障诊断

西门子S7-400PLC的维护和故障诊断

李海龙海韬刘厚甫

关键词：西门子S7-400；PCL；维护；故障诊断；处理方法

ProgrammableLogicControl-Ler被简称为PCL，其中文释意为可编程逻辑控制器。工业环境中专用的一种操作数字运算的系统就是可编程逻辑控制器，并由于其使用的存储器具备可编程特性，使得PCL内部具备算数运算、计数、定时、顺序控制等指令，并在模拟式或数字式输出输入各种类型的生产过程及机械设备进行控制,而西门子S7-400具备卓越的中央处理器、强大的通讯行、快速的处理速度，本文针对S7-400PCL的维护与故障诊断进行分析并论述。

一、西门子S7-400概述

西门子S7-400PCL由多个ER与CR组成，在基本使用过程中需要在主基板中插入一个接受IM与一个发送IM。

西门子S7-400的可逻辑控制器具备卓越的中央处理器资源裕量、强大的通讯性能、极高的处理速度[1]。

PCLS7-400系列具各种类齐全的模板、功能及的中央处理器，因此，其可以为自动化任务提供科学合理的解决措施，使得扩展通讯能力与分布式系统的实现简便，即便应用扩大，也不会对系统造成任何影响，由此可见，PCLS7-400系列具备免风扇设计、操作简单、用户友好性强等特性[2]。

PCLS7-400系列具备的产品特点有以下几点：首先，PCL具备多种通信功能、可以选择并应用多种级别的中央处理器、可靠耐用、且模块化采用无风扇设计，根据产品特点所具备的特点可以使得用户根据实际需求采用不同的系统。另外，在控制系统升级或者系统规模扩大过程中，只需要纳入一些模块，就可以充满足系统运行需求并完成PCL升级。

PCLS7-400系列产品应用领域主要分为：专用机械、控制设备制造、包装机械、纺织机械、控制技术与仪表、过程控制、机床与工具、立体仓库、汽车工业、通用机械工程等。

PCLS7-400系列产品具备以下功能：模式选择开关；中央处理器记录系统特殊事件、连续监视系统功能、智能自测诊断、诊断功能等；系统功能；口令保护；用户友好参数设置；高速指令处理。

二、西门子S7-400PCL故障诊断方法及日常维护

（一）西门子S7-400PCL故障诊断方法

通过PCL正常状态与输入输出状态之间的差别对可编程逻辑控制器故障进行诊断。根据比较各种状态得到数据差，之后输出代码或指示标志并对其进行保存，为维护人员提供数据读取功能，最后指示维修人员准确、快速的找到故障，并及时对故障进行排除[5]。

一般情况下S7-400PCL诊断形式有几下几点：首先，离线诊断。通过诊断检测专用程序对PCL故障部位进行高层次、精准诊断，最终找到PCL故障发生原因。S7-400PCL非常重要的系统故障诊断手段及时离线诊断，其不仅可以解决传统诊断方法不能解决的问题，还可以准确找到PCL发生故障的位置；其诊断方式即系统在运行停止后，调用一个专门的诊断程序，并根据显示器上显示的数据分析诊断结果。其次，在线诊断。在线诊断不仅具备信息内容显示多、诊断范围大，还可以通过反馈接受信号和模拟输出控制手段对PCL的工作状态进行诊断；是通过PCL内部系统诊断程序对其工鞥呢模块、PCL相连外设及PCL进行诊断及检测工作。最后，启动诊断。启动诊断不仅可以对PCLI/O单元、存储器、系统板等硬件进行诊断，还可以对局别信号互动功能外设或显示器等进行检测。启动诊断方式为设备在通电步入正常运行状态后，系统内部诊断程序会自动运行诊断程序，对硬件是否正常运行进行确认。

（二）S7-400PCL日常维护

S7-400PCL易损元器件处继电器输出触点和锂电池外基本没有其他部件。因此，S7-400PCL日常维修应重点关注锂电池保护。当锂电池电压达到一定下降程度过程中，S7-400电池电压指示灯会变亮，日常维护人员应及时更换电池[6]。

S7-400PCL报警指示灯说明。IFM2F指示灯亮说明存储器子模块的接口2上检测到措施；IFM1F指示灯亮说存储器子模块的接口1上检测到措施；BUS2F指示灯亮说明PROFIBUSDP接口上检测到错误；BUS2F指示灯亮说明MPI/DP接受上检测到错误；FRCE指示灯亮说明强制作业已经激活；EXTF1指示灯亮说明检测到外部错误面，即模块温度、指示灯状态及信号接收不到不是CPU模块问题；INTF指示灯亮说明内部出现错误，参数分配或编程错误，或者CPU正常执行CiR；STOP指示灯亮说明CPU处于停止状态；RUN指示灯亮说明CPU处于RUN状态。

三、S7-400PCL常见故障及处理方法

（一）西门子S7-400PCL常见故障现象及原因

虽然西门子S7-400具备卓越的中央处理器、强大的通讯行、快速的处理速度，但是其可编程控制器与其他PCL中电源模块、输入输出接口模块、中央处理器等硬件都会受到试使用环境、气候等因素所影响，长此以往就会在系统运行中出现故障。

S7-400PCL常见故常现象主要有：开机后不能正常启动或运行过程中突然停止工作。或者通讯不通等等。

（二）西门子S7-400PCL常见故障即处理方法

首先，程序块诊断。如OB80~OB87出现丢失或无下载，则需对系统设置在线状态，并点击右键，在主窗口中选择Insertnewobject，之后在选择OrganizationBlock，如主窗口在选择后出现OB属性对话框，并对其进行设置，之后对其加入OB87、OB86、OB85、OB84、OB83、OB82、OB81、OB80，从而对程序块故障进行显示与在线诊断。

其次，联接故障诊断。将CPU与PCL进行联接，之后将MPI接口设置为2，完成上述内容后将系统设置成在线状态，将硬件设置为Hardware，此时CPU模块在PCL显示为停止运行状态，9槽DI3模块及D12模块处于故障状态或停止状态；18槽DO2模块及ERDI1模块处于故障状态或停止状态。因车间处于潮湿状态，使得PCL基本或模块应受潮出现故障，因此，如出现上述故障择婿对模块采取更换。

最后，CPU诊断。诊断PCL中中央处理器是否正常运行的手段有以下几点：第一，对无效的CP进行更换，即更换PCL的中央处理器模块，并对此时PCL是否正常运行进行检测。第二，通过开关复位模式对PCL中央处理器进行诊断，如诊断后故障依旧存在，则需对CP通讯模块运行状态进行检测，并更换CP模块。

总结：

综上所述，PCLS7-400系列在维护、故障诊断及处理中应该根据实际故障现象并结合经验进行分析及统计，并对解决故障的经验进行记录及积累，从而找到一条准确、有效的PCL诊断程序及方法。

参考文献：

[1]张炜.基于PLC的消防自动巡检系统的设计与研究[D].青岛理工大学,2016.

[2]黄海荣.西门子S7－400PLC与三菱Q系列PLC的PROFIBUS主从通讯[J].科技展望,2016,26(26):34-34,36.

[3]侯长治,高媛,俞光卫等.基于西门子400H控制器的海南昌江核电淡水厂数字化控制[J].科技视界,2016(12):305-306.

[4]王韫凌.西门子S7-400PLC和Profibus-DP总线技术在特种纤维生产线中的应用[J].国际纺织导报,2017,45(2):46-48.

[5]余戴明.Step7与Intellutionfix7.0在浊酒罐CO2循环使用的应用实例[J].啤酒科技,2015(5):57-59.

[6]王斌.S7-PLCSIM在西门子S7-300/400PLC程序调试中的应用[J].科技风,2014(3):73-73.