浅谈S7―300/400 PLC常见故障诊断及处理

摘 要：S7系列是西门子自动控制系统的关键部件，其以极高的性价比在我国的各行各业得到了广泛的应用。本文主要介绍了S7-300/400的结构和应用中常见故障，并对其常见故障提出诊断经验及处理办法。

关键词：西门子 ；S7-300/400；故障诊断及处理

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.019

0 前言

随着时代的进步，微处理器、计算机和数字通信技术有了飞速发展，计算机控制已经广泛地应用在几乎所有工业领域。PLC即可编程控制器是以微处理器为基础的通用工业控制装置，它具有极高的可靠性和灵活性，其应用面极广、功能强大、使用方便，已在工业生产的所有领域广泛应用，特别是西门子公司的S7-300/400在大中型PLC中应用最广，市场占有率最高。

1 结构简介

1.1 S7-300

S7-300 是模块化的中小型PLC，适用于中等性能的控制要求。它主要由电源模块、中央处理器、通信处理器、接口模块、信号模块、功能模块和导轨组成，电源模块通过电源连接器或导线与CPU相连，为CPU和其他模块提供DC 24V电源，其他模块则通过总线连接器和集成在模块上的背板总线相连接。

S7-300的所有模块都必须安装在机架上，电源模块安装在机架的最左边，即1号槽，CPU紧靠电源模块，即2号槽，如果有接口模块，则放在CPU模块的右侧，即3号槽，其他模块使用4-11号槽。除带CPU的中央机架，最多可增加3个扩展机架，每个机架可插8个模块（除电源模块PS、中央处理器CPU和接口模块IM）。

1.2 S7-400

S7-400 是具有中高档性能的PLC，易于扩展，通信能力强。它主要由机架、电源模块、中央处理单元、通信处理器、接口模块、功能模块和信号模块组成。机架用来固定模块、通过模块工作电压和实现局部接地，并通过信号总线将不同模块连接在一起，机架的总线连接板上焊有模块插座，所有模块固定在机架插座上，并从机架上获取工作电压。如果一个机架容纳不下所有模块，可以扩展一个或数个机架，各机架之间用接口模块和通信电缆相连。

2 常见故障诊断及处理

2.1 利用LED诊断

2.1.1 利用CPU的LED诊断

S7-300/400 CPU的LED指示灯定义大致一致，通过CPU面板上的LED状态指示可分析出故障原因，从而进行处理。

1）SF红亮，即系统故障，这种故障大多为编程或参数出错，也有可能是CPU硬件故障。此灯亮可先检查硬件组态的模块结构是否与实际硬件布置一致，再检查逻辑、CPU配置信息是否有错误，若上述检查皆正常可尝试更换CPU。

2）SF红亮，BF（S7-400为BUS1F和BUS2F）红亮或闪烁，即通信接口有硬件故障或软件故障，其中BUS1F对应DP/MPI接口1的总线故障，BUS2F对应DP/MPI接口2的总线故障。若是软件故障，检查通讯设置的DP/MPI接口地址、传输率是否错误或IP地址是否有误；若是硬件故障，检查DP/MPI接口是否松动或故障，检查通讯电缆接头内接线是否松动或通讯线是否破损，检查MPI电缆终端开关是否设置错误。

3）FRCE黄亮，即逻辑中至少有一个I/O被强制为固定值，这个值不会因为用户程序的执行而改变。可执行变量表的菜单命令“变量”-“停止强制”，解除对强制表中所有变量的强制。

4）若模件所有灯均熄灭，检查DC 24V电源模块。

2.1.2 利用接口模件的LED灯诊断

接口模块IM用来实现中央机架与扩展机架之间的通信，PROFIBUS-DP网络就是基于接口模件而建，这种通信只需对网络通信作简单的组态，不用编写任何通信程序，就可以实现DP网络的通信。当DP网络故障时，可通过接口模件的LED状态指示进行诊断和分析。

1）SF红亮，此灯亮一般会伴随CPU的SF灯红亮，即系统故障。这种情况同CPU的SF灯红亮的处理方法大致相同，即检查硬件组态的模块结构与实际结构是否一致，若模块丢失、缺损或已安装未组态的模块，均会有此报错。

2）SF红亮，BF红亮或闪烁，即总线错误，硬件故障或软件故障都有可能出现这种现象。硬件故障可检查IM模块和总线连接器，或检查连接到DP主站的总线电缆是否中断；软件故障可检查DP网络的参数设置，如传输率、DP地址（有效的DP地址为1～125）。

3）若模件所有灯均熄灭，检查24V DC电源模块。

2.2 利用软件诊断

S7-300/400有很强的故障诊断功能，通过STEP7可以获得大量的硬件故障与编程错误信息，这些标有日期和时间的错误信息保存在CPU的诊断缓存区内，如果用户已对有关的错误处理组织块编程，CPU将调用该组织块。利用软件编程或查看诊断信息，用户能快速地查找和排除故障，下面介绍几种常见的利用软件诊断故障的方法。

2.2.1 利用诊断缓冲器诊断

打开SIMATIC管理器中所选项目的硬件管理，选中要诊断的模块，执行菜单命令“PLC”-“模块信息”，选中对话框中的诊断缓冲区即可显示该模块发生的所有事件，选中发生的某一事件，在对话框下面的灰色区域将显示所选事件的详细信息。用此种办法打开CPU的诊断缓冲区能看到最近发生的所有诊断事件，如模块故障、过程写错误、CPU中的系统错误、CPU运行模式的切换、用户程序的错误等。

2.2.2 显示硬件诊断信息

在SIMATIC管理器中选中需诊断的项目，执行菜单命令“PLC”-“诊断/设置”-“硬件诊断”，选择对话框中“打开在线站点”，诊断视窗显示整个站在线的组态，包括机架的组态和所有组态模件的诊断符号，这些诊断符号用来形象直观地表示模块的运行模式和模块的故障状态，如模块故障、当前组态与实际组态不匹配、无法诊断、强制等。

3 结束语

当现场设备出现故障时，应采用多种方法进行诊断分析，只有多渠道、多方面地统筹考虑才能高效找出故障原因和解决方法。

参考文献：

[1]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].机械工业出版社，2008（02）.

[2]刘华波，何文雪，王雪.西门子S7-300/400 PLC编程与应用[M].机械工业出版社，2012.