承德西门子S7-400PLC模块故障维修(资讯已更新)

摘要：PLC技术被广泛应用于工业生产的电气控制中。本文基于PLC技术在电气控制应用的角度，进行探讨和分析，以期促进电气控制技术的发展。上海臣冠工业控制设备有限公司

关键词：PLC；电气控制；电气技术；电气设备

1PLC在电气控制应用的优点

1.1体积小、重量轻

小型的PLC其底部尺寸小于100mm，重量小于150g，由于PLC体积小的特点，发热量低功耗仅为数瓦（W）。

1.2实用性更强

PLC除了具备基本的逻辑处理功能，还具有一定的数据运算能力，适用于各种规模的电气控制场合。PLC除了能够应用于模拟电气控制系统外，还可应用到电气数字控制系统，兼容性更高。随着对PLC的研发和应用，其功能也要越来越丰富，能够实现温度、位置控制，以及对CNC多个领域进行控制。

1.3抗干扰能力强

由于PLC采用大规模集成电路技术制作而成，其内部电路采取了*的抗干扰处理工艺，具有相当不错的稳定性。PLC还能自动检测硬件故障，检测到故障并及时发出警报。PLC软件层面，使用者可根据需要在外围器件编写故障自诊断程序，使PLC在软件和硬件层 有良好的自我保护功能。

2电气控制与PLC应用技术

2.1PLC电气控制在立式仓库的应用 

立式仓库作为物流管理的一项重要内容，也是仓储管理一个关键环节。现阶段立式仓库主要有货架、计算机以及PLC等部分组成，其中PLC作为立式仓库的电气控制核心。立式仓库的电气控制系统中，采用的是闭环控制，高速计数器接收编码器反馈的转数，再把转数转化为数字信号发向PLC，实现单次电机闭环控制。

2.2PLC电气控制在机床的应用

机床的电力控制中CNC与PLC装置各自独立，同时2个装置都要经过CNC内部进行传递。PLC电气控制信号，则通过T/O以及CNC从而实现PLC电气控制功能。PLC能够初始化机车面板上信号，实现急停、******子程序、控制主轴使能等功能；自动夹紧机床，对机床通信情况自动检测断 及 位，还可自动换 。PLC在数控机床的应用，能够实现机床监控自动化，大幅度提高机床生产率。

2.3PLC电气控制在开关量控制的应用

在电气自动化控制系统中应用PLC技术，保证了控制系统自动切换方式，从而解决通断时反应时间过长的问题，提高电气控制系统运行效率。

2.4PLC电气控制在控制顺序的'应用

通常采用PLC技术的企业往往将其作为顺序控制器来使用，在实际生产活动中，顺序控制是PLC运作的一个常见环节。把PLC系统纳入电气自动化顺序控制的环节时，要满足几点要求，如：只有设计科学以及组合合理的电气自动化系统才能应用PLC进行顺序控制。

2.5PLC在分散控制系统的应用

通过分散控制系统的信号传输，能够对控制对象进行分类，在分类基础上进行单独控制。有很多种控制装置都能够连接PLC设备，利用设备连接各种类型的PLC能够实现PLC分散控制。特别是在个别设备出现故障时，PLC分散控制能够及时切断故障设备的信号，避免故障影响到其他设备。

2.6PLC在集中控制系统的应用

以计算机作主桥接通道，把各种电器设备连接起来，在集中控制系统中PLC处于核心控制的地位，通过它能够对多个电气设备进行统一控制。以合理的连接顺序和连接方式，使多种设备能被统一控制。

2.7PLC在数据处理的应用

通过PLC技术控制，在运行过程中能够对电气系统进行数据采集、数据分析，实现数据计算、转换、传达和存储等功能。PLC把存储器处理数据传输至机械电气装备，其内部设备进行数据接收，并根据设备运行状态进行反馈，实现电气系统自动化控制。

2.8PLC在运动控制的应用

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

(1)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。

(2) 程序执行检查是通过写入器上的监视器检查。当梯形图的接点状态与结果不一致时，则是程序错误(例如内部继电器双重使用等),或是运算部分出现故障。

(3)输出检查可用输出LED指示灯识别。当运算结果正确而输出LED指示错误时，则可认为是CPU单元、1/0接口单元的故障。当输出LED是亮的而无输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。

另外，由于PLC机型不同，1/0与LED连接方式的不一样(有的接于1/0单元接口上，有的接于1/0单元上)。以，根据LED判断的故障范围也有差别。

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<输入单元的*响应时间+运算扫描时间乘以2的关系进行。

6、电源的短时掉电，程序内容也会消失：

(1) 这时除了检查电池，还要进行下述检查

(2)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。以可用电源的通、断进行检查。

(3) 如果在更换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外部回路的漏电流异常增大致。

(4)电源的通断是与机器系统同步发生，这时可检查机器系统产生的噪声影响。因为电源的断开是常与机器系统运行同时发生的故障，绝大部分是电机或绕组产生的强噪声致。

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。

9、变频器对PLC模拟量的干扰：在自动化控制系统中，变频器的使用越来越广泛，变频器对PLC模拟量干扰问题也凸显出来。下面举一个变频器对PLC模拟量干扰的例子以及用信号隔离模块克服此类干扰的解决办法。

现象说明：西门子PLC中AO点发出一路4-20mA电流控制信号，输出至西门子变频器，无法控制变频器启动。

基于以上几点，我们选用奥越信公司生产的OYES-200可编程序控制器作为控制核心，通过对其编程实现各设备的运行。系统硬件组成

主要构成如下：奥越信 OYES-200系列CPU一台、数字量扩展模块EM223一台、模拟量扩展模块EM231一台，我们将各个电机和阀门的状态及控制信号接入西门子PLC，由西门子PLC对这些设备进行控制；EM231可接收罐车重量信号4-20mA电流信号。我们也可以将这些信号通过EM277模块按照 PROFIBUS-DP协议将系统连接到全厂PROFIBUS-DP线上，将系统升级为一个PROFIBUS-DP从站，实现中控室对散装车间的控制.

PLC的发展趋势

1、功能向增强化和*化的方向发展，针对不同行业的应用特点，开发出*化的PLC产品。以此来提高产品的性能和降低产品的成本，提高产品的易用性和*化水平。

2、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是指提高系统可靠性基础上，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场，应用的规模从几十点扩展到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足有的用户要求。

3、系统向标准化和开放化方向发展，以个人计算机为基础，在WINOOWs平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。

通过提供标准化和开放化的接口，可以很方便地将PLC接入其它系统[2]。

PLC的功能特点

PLC的功能 随着自动化技术、计算机技术及网络通信技术的迅速发展，PLC的功能日益增多。它不仅能实现单机控制，而且能实现多机群控制；不仅能实现逻辑控制，还能实现过程控制、运动控制和数据处理等，其主要功能如下：

1、开关量逻辑控制

这是PLC的*基本的功能。PLC具有强大的逻辑运算能力，它提供了与、或、非等各种逻辑指令，可实现继电器触点的串联、并联和串并联等各种连接的开关控制，常用于取代传统的继电器控制系统。使用PLC提供的定时、计数指令，可实现定时、计数功能，其定时值和计数值既可由用户在编程时设定，也可用数字拨码开关来设定，其值可进行在线修改，操作十分灵活方便。

2、模拟量控制

在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。PLC提供了各种智能模块，如模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块、热电阻用模拟量输入模块、热电阻用模拟量输出模块等，通过使用这些模块，把现场输入的模拟量经A/D转换后送CPU处理；而CPU处理的数字结果，经D/A转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。

3、闭环过程控制

使用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制，而且还可以进行闭环控制。配置PID控制单元或模块，对控制过程中某一变量（如速度、温度、电流、电压等）进行PID控制。

4、定时、定位、计数控制

PLC具有定时控制的功能，它为用户提供了若干个定时器，定时器的时间可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现定时或延时控制。定位控制是PLC不可缺少的控制功能。PLC提供了定位模块、脉冲输出模块等智能模块，以实现各种需求的定位控制。PLC具有计数控制的功能，它为用户提供了若干个计数器或高速计数模块。计数器的计数值可以由用户在编写程序时设定，也可以用拨盘开关在外部设定，实现计数控制。、 5、顺序（步进）控制

在工业控制中，选用PLC实现顺序控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言——顺序功能图进行设计，可以用移位寄存器和顺序控制指令编写程序。

6、网络通信

现代PLC具有网络通信的功能，它既可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC通过RS232接口可与各种RS232设备进行通信。PLC还可与其它智能控制设备（如变频器、数控装置）实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高交流电动机的自动化控制水平。

7、数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表[2]。