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西门子S7-200PLC解密维修

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EM241 调制解调器模块

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CP243-1 工业以太网模块

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CP243-1IT 工业以太网模块

附件

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MC291,新CPU22x存储器盒,64K

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CC292,CPU22x时钟/日期电池盒

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BC293,CPU22x电池盒

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扩展电缆,I/O扩展,0.8米,CPU22x/EM

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编程/通讯电缆,PC/PPI,带光电隔离,5-开关,5m

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编程/通讯电缆,PC/PPI,带光电隔离,U接口，5-开关

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CPU22x/EM端子连接器块,7个端子,可拆卸

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CPU22x/EM端子连接器块,12个端子,可拆卸

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CPU22x/EM连接器块,18个端子,可拆卸

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PLC是专为工业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~PLC20 0、PLC300和PL00系列产品因其强大的功能和适用范围而市场的青睐，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$7-400系列产品的，以其在石化装置中的应用为倒分析了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$7-400H 故障 处理

PLC是Programmable Logic Control-ler的英文缩写，中文为可编程控制器。PLC实质是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系列产品的越来越多，PLc产品逐渐在性能上实现了高传输、快速率和宽带，且相比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为重要应用控制。PLC系列产品研制的主要集中在德国和，其中尤以德国西门子公司研制的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广泛应用。目前西门子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应用，然而其存在的故障也具有普遍性。本文在此从分析$7-400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 $7-400基本设计综述

$7-400自动化控制采用模块化设计，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。基本包括了电源模板、处理器、各种模板、功能模板、接口模板和SIMATIcs5模板。这些不同的模块的组合借助总线来连接，利用机架来固定模块。此外，$7-400还提供多种级别的CPU模块和种类齐全的通用模块。

由于$7-400是按照冗余进行设计的，功能也是冗余配置，开关(O／I)模块可以使常规配置、切换型配置或冗余配置。而双通道I／O模块容错冗余配置允许每个子访问。s7-400H冗余控制原理是利用“热备用”的自动冗余原理，关键点是确保设备在发生故障时能够无扰动自动切换。设备正常运行时，“热备用”确保主单元处于正常运行状态；倘若发生故障，则子单完成整个的控制。

2 S7-400H故障分析及相应处理

前面提到过，S7-400是依照冗余来进行设计的，因此S7-400H故障也多以冗余形式出现。本文在此以化工领域存在的西门子S7-400H冗余故障为例进行分析，并提出了常用的解决。

2.1 循环气压缩机控制的冗余故障及处理

该化工装置上的丙烯循环气压缩机采用的是S7-400HPLC控制。该的一个稳压电源突然出现故障，因此就在停车检修中更换了电源装置，然而在稳压电源更换好之后，PLC再次上电，发现后启动的CPU l状态为STOP，且两CPU上的REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)红灯亮，控制器上其它状态指示灯和故障指示灯却显示正常。因此，可基本判断是出项冗余故障造成外部故障。

解决是将两个控制器的选择开关都扳到STOP位置，然后将先前没有扳起来的CPUl选择开关扳到RUN位置，待RUN绿灯亮，STOP黄灯灭后，再将CPUO选择开关扳到RUN位置，RUN绿灯闪烁后灭，STOP黄灯一直亮，故障无法排除。下电前有一输入变量被强制，现在FRCE(强制)黄灯亮，将该输入点的强制取消(两CPU)，FR CE黄灯灭后，再次将状态为STOP的CPUO选择开关从RUN～STOP-RUN位置依次扳动，CPU0 RUN绿灯亮，STOP则黄灯灭，这时两CPU都为RU N绿灯，REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)灯都灭，故障得以排除。

2.2 机控制冗余故障及处理

机控制冗余故障是巡检时两cPU上的REDF和EXTF红灯亮，IFM2F红灯亮；热备CPU l状态为STOP黄灯亮，CPU 1中FM2(同步子模块)LINKOK灯灭，控制器上其它状态指示灯和故障指示灯正常。这种状态可初步判断为同步模块故障造成冗余故障，引起外部故障灯亮。

解决是先检测是哪个部位出现问题。是对调CPUl控制的FM2和CPU0控制的FM2，结果发现CPU0的FM2 LINKOK灯灭；随后再将CPUO的FM2和CPU0的FMl对调，4个LINK OK指示灯的状态没有变化，由此判断出现在CPUO的FMl和FM2无问题，然后再将CPUl的FMl和FM2对调，结果发现CPUO的FMl LINK OK灯灭，到此通过不同的对调检测可以判断出CPUO控制的FMl卡是存在问题。所以需要更换FMl卡，换后控制器中故障指示灯立即出现熄灭，4个LINK 0K指示灯均为绿色亮，表明恢复正常，故障得以排除。

此外，S7-400H冗余故障还有冗余数字输入模块差异，如何进行处理也是常见的问题。实际上在PlI(输入的映像)中，冗余数字输入的后一个均值有效，直至错误定位。在出现差异时，由CPU识别为故障的模块处于钝化状态，此时处于非钝化状态下的模块的值为有效，此后错误不再可以被识别，因为在非钝化模块上的是被CPU以正确的予以接受。为确保故障数字输入模块的本地化，可以通过I／O类型互连和FLF(故障本地化)来解决。