西门子S7 PLC报SF故障的分析和处理方法

西门子S7 PLC报SF故障的分析和处理方法
一、前言
西门子S7 PLC最常见的故障之一就是报SF故障，CPU面板上的状态指示灯SF灯亮红色，其含义是提示发生了硬件故障或软件错误，有时伴随着CPU停机、自动由运行（RUN）状态转入停机（STOP）状态，造成生产中断甚至发生意外生产事故。

但SF亮红灯只是一个笼统的提示，要快速查找出具体故障原因确是一件非常麻烦的事情。

下面结合现场发生的一起实际案例叙述故障原因分析和处理方法，供同仁们参考。

二、故障现象
某日原料车间一台取料机发生故障，故障的现象是取料机驾驶员在启动斗轮机或皮带机这两台设备时在启动过程中突然故障停机，查看PLC柜发现（CPU315-2 PN/DP）CPU停机处于STOP状态并报SF红灯亮故障，将PLC重新上电后恢复正常，再次启动斗轮机和皮带机的过程中又重复发生该故障，如果在启动斗轮机或皮带机之前启动取料机上的其它设备都没有问题，就仅仅是启动这两台设备时会发生故障。

但不是每次操作斗轮机或皮带机都会发生故障，有时重新上电后能够坚持一段时间，更不可思议的是有时重新上电后CPU刚刚进入RUN 状态不久驾驶员还没有操作任何设备时就发生了该故障（CPU自动进入STOP状态并报SF红灯亮）。

这种时有时无的不规律故障是电气自动化人员最头疼的故障。

三、故障原因的查找方法
首先检查机械、电气设备，均未发现异常，斗轮机和皮带机的软启动器也未报故障，开关、接触器、软启、线路、操作台、电机均属正常，剩下的就是查PLC了。

自动化人员用安装有西门子S7 PLC软件（Step 7）的电脑笔记本（并携带有MPI/DP数据线或网线）连接PLC在线察看故障信息，方法如下： 第一步：电脑连接PLC，上传备份PLC原程序。

这一步非常重要，自动化人员必须养成该习惯，不要轻易相信别人的备份和电脑上已有的备份。

第二步：打开PLC程序，打开硬件组态（即配置），在线查找故障信息。

如下列图示：
图一：打开PLC程序，双击硬件
图二、打开硬件组态
图三：在线查看硬件组态
图四：右击CPU，选择模块信息
图五：在线查看模块信息
图六：点击诊断缓冲区
图七：点击“设置”，弹出设置对话框
图八：在设置对话框中将默认显示15条信息改成500条，点确定
图九：在事件列表中用鼠标下翻查查找故障信息，并点击“事件帮助”
图十：找到导致CPU转入STOP模式的事件信息。

从上图可以看出：导致CPU转入停机（STOP）模式的原因是“因I/O管理”出错，事件ID：16# 4548。

查看“事件帮助”并综合个人经验可能有以下原因：
1、相关的模块被拆除
2、模块松动连接不可靠
3、外部I/O存在短路现象
4、编程错误、使用了不存在的I/O点
5、电源电压不稳定
6、PLC柜灰尘大
四、故障原因的分析和处理方法
根据以上故障原因对其逐一分析并处理：
针对上述第1、2、4、6的原因，分析可能是PLC使用年久（2008年建成投产），加上取料机运行中振动较大、现场环境差、灰尘多等原因，导致模块、底板、连接器、接线等松动，造成连接不牢固，我们采取了将PLC各机架全部模块拆除、彻底清扫后重新安装，紧固各个螺丝，确保安装、连接、接线均无松动。

其中第4条不可能存在，因为以前一直正常使用且无人修改过配置，事件信息中也未显示该故障。

针对第3条，逐个检查各个输入、输出点，未发现有短路现象。

针对第5条，分析可能存在以下原因：
1、系统进线电压不稳定，这种原因被排除，因为同一上级供电的其它取料机都在正常运行，而且配置是一样的。

2、直流电源本身24VDC电压不稳定，或与斗轮机和皮带机相关的模块本身
内部电源电路有问题。

3、斗轮机和皮带机属于取料机上负荷最大的设备，启动时启动电流过大导致PLC电源降压过多超出了24VDC电源承受能力。

针对以上2、3两种可能的原因，我们首先采取了更换直流24VDC电源，然后将斗轮机和皮带机的软启动器的初始启动电压参数设置各降低5%。

五、处理结果和防患措施
通过以上措施处理后，试运行正常，从此再未出现此种故障。

为防止PLC频繁故障停机，我们从软件上还采取了下载相关的中断程序块，其中OB82：输入或输出出现了短路，调用OB82可使PLC故障后不停机。

OB83: I/O模块出现了拆卸现象，可调用OB83可使PLC故障后不停机。

OB86:远程机架丢失可使PLC故障不停机。

OB121:有编程错误时可使PLC故障不停机。

OB122：使用了不存在的I/O点访问错误时可使PLC故障不停机。

六、结束语
PLC故障查找与处理是一个比较复杂的过程，只能在平时工作中多实践锻炼、多总结经验中才能够得到提升，而且查找PLC故障是有一定的方法和技巧的，有时候好的方法和技巧能够让你在查找故障的时候事半功倍。

PLC控制系统出现故障的概率约为：1、 CPU 与存储器故障率占5%。

2、 I/O 模块故障率占15%。

3、传感器及开关故障率占45%。

4、执行器故障率占30%。

5、接线等其他方面故障率占5%。

可见PLC故障多为外部设备故障，这些设备是与 PLC工作过程直接联系的各种开关、 传感器、 执行机构、负载等周边设备及元器件。

这些设备发生故障,会直接影响 PLC 系统的控制功能。

所以PLC控制系统的故障处理首先要分清是外部设备故障,还是 PLC 本身故障，处理过程中要着重检查外部设备的故障，PLC 程序一般情况是不会发生改变的。

以上仅为个人工作中的经验总结，仅供同仁们参考，如有不妥之处敬请指出，欢迎交流。