S7-300的故障诊断和维护

LED亮。
2、诊断符号“当前组态与实际组态不匹配”：表示被组态的模块不存在，或者
插入了与组态模块的型号不同的模块。
3、诊断符号“无法诊断”：表示该模块不支持模块诊断信息，例如电源模块或
子模块。
4、诊断符号“强制”：表示在该模块上有变量被强制，即在模块的用户程序中
有变量被赋予一个固定植，该数据值不能被程序改变。“强制”符号可以与其它
4、端子板连接器接触不良
5、保险丝熔断
6、I/O总线接触不良
7、输出回路不良
2 输出全部不关断
输出回路不良
1、输出接通时间短
3
特定继电器编号的输出不接 通（动作指示灯灭）
2、程序中指令的继电器编号重复
3、输出回路不良
1、输出器件不良
2、输出配线断线
4
特定继电器编号的输出不接 3、端子螺钉松动 通（动作指示灯亮） 4、端子连接接触不良
无大量灰尘、盐分和铁屑
1)基本单元和扩展单元是否安装牢固？ 2)基本单元和扩展单元的连接电缆是否
完全插好？ 3)接线螺钉是否松动？ 4)外部接线是否损坏？
1)安装螺钉必须上紧 2)连接电缆不能松动 3)连接螺钉不能松动 4)外部接线不能有任何外观异
常
1)锂电池电压是否降低？ 2)继电器输出触点工作正常否？
Date: 2020/6/1
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图6.4 输入检查流程图
3.1故障检查
5、外围环境检 查
影响PLC工作 的环境因素主要 有温度、湿度、 噪音与粉尘，以 及腐蚀性酸碱等。
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图6.5 输出检查流程图
3.2故障处理
不同故障产生的原因不同，它们也有不同的处理方法，具体请见表
表6.4 输出单元故障处理
序号
异常现象
可能原因
5
特定继电器编号的输出不关 1、输出继电器不良 断（动作指示灯灭） 2、由于漏电流或残余电压而不能关断
6
特定继电器编号的输出不关 1、程序OUT指令的继电器编号重复 断（动作指示灯亮） 2、输出回路不良
1、电源电压低
2、程序OUT指令的继电器编号重复
7
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2 检查与维护
更换锂电池的步骤如下： 1）在拆装之前，应先让PLC通电15S以上，这样可使作为
内 存备用电源的电容充电，在锂电池断开后，该电容可对 PLC作短暂供电，以保护RAM中的信息不丢失。
2）断开PLC的交流电源。 3）打开基本单元的电池盖板。 4）取下旧电池，装上新电池。 5）盖上电池盖板。 注意：更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。 如果时间过长，RAM中的程序将丢失。
符号组合在一起显示，如图6.6中“强制与运行”符号。
Date: 2020/6/1
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4.1故障诊断的基本方法
从在线的SIMATIC管理器的窗口、在线的硬件诊断功能打开的快速窗 口和在线的硬件组态窗口（诊断窗口），都可以观察到诊断符号。
通过观察诊断符号，可以判断CPU模块的运行模式，是否有强制变量， CPU模块和功能模块（FM）是否有故障。
Date: 2020/6/1
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检查项目 交流电源 电压 稳定度
工作环境 温度、湿度 震动、灰尘
安装条件
使用寿命
表1周期性检查一览表
检查内容
标准
1)测量加在PLC上的电压是否为额定值？ 2)是否出现频繁急剧的变化？
1)电源电压必须在工作电压范 围内
2)电源电压波动必须在允许范 围内
温度和湿度是否在相应的变化范围内？ 温度0∽55℃ （当PLC安装在仪表板上时，仪表上 相对湿度85%以下 的温度可以认为是PLC的环境温度。） 振幅小于0.5mm（10∽55Hz）
1)锂电池工作5年左右 2)继电器输出触点寿命300万次
（35V以上）
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3 外部故障的排除方法
PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备发生 故障时，都可用通过PLC上具有诊断指示功能的发光二极管亮 灭来诊断。
3.1故障检查
1、总体检查 根据总体检查流程
继电器编号 1、外部输入电压低
输入不规则ON/OFF 动作
2、噪音引起的误动作 3、端子螺钉松动
4、端子板连接器接触不良
异常动作的继电器 编号为8点单位
输入动作指示灯不 亮（动作正常）
1、COM端螺钉松动 2、端子板连接器接触不良 3、CPU不良 LED灯坏
处理 更换组件
修改程序
使外部输入电压在额定值范围 采取抗干扰措施： 安装绝缘变压器、安装尖峰抑制器
修改程序 更换CPU单元 修改I/O单元号 接通电源
4 运行中输出端没闭合 电源回路不良
更换CPU单元
5 继电器不动作
I/O总线不良
更换基板单元
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表6.3 输入单元故障处理
序号 异常现象
可能原因
处理
1、未加外部输入电压
供电
2、外部输入电压低
1
输入全部不接通 (动作指示灯也灭)
6.2～表6.4。
表6.2 CPU及I/O故障处理
序 号
异常现象
可能原因
处理
1 [POWER] LED灯不亮 1、电压切换端子不良 2、保险丝熔断
正确设定切换端子 更换保险丝
2 保险丝多次熔断
1、电压切换端子不良 2、线路短路或烧坏
正确设定切换端子 更换电源单元
3 [RUN] LED灯不亮
1、程序错误 2、电源线路不良 3、I/O单元号重复 4、远程I/O电源关，无终端
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1 故障种类
一般PLC的故障主要有外部故障或内部错误造成。 外部故障是由外部传感器或执行机构的故障等引发PLC产生故障，可能会使 整个系统停机，甚至烧坏PLC。 内部错误是PLC内部的功能性错误或编程错误造成，可能会使整个系统停机。 S7-300具有很强的错误（或称故障）检测和处理能力。CPU检测到某种错误 后，操作系统调用相应的组织块，用户可以在组织块中编程，对发生的错误采取 相应的措施。对于大多数错误，如果没有对相应的组织块编程，出现错误时CPU将 进入STOP模式。 被S7 CPU检测到并且用户可以通过相应的组织块对其进行处理的错误可分为 两类： 1、异步错误 异步错误是与PLC的硬件或操作系统密切相关的错误，与程序执行无关，但 异步错误的后果一般比较严重。 2、同步错误 同步错误是与执行用户程序有关的错误，程序中如果有不正确的地址区，错 误的编号或错误的地址，都会出现同步错误，操作系统将调用同步错误OB块。
2、日常维护 PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本上没有其它易
损元器件。由于存放用户程序的随机内存（RAM）、计数器和 具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿 命大约5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基 本单元上的电池电压就会减低致使电池指示灯点亮，提示用 户注意。更换电池是日常维护的主要内容。
行指示灯不亮，说 明系统已因某种异 常而终止了正常运 行，检查流程图如 图6.3所示。
Date: 2020/6/1
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图6.3 运行故障检查流程图
3.1故障检查
4、输入/输出故障 检查
输入/输出是PLC 与外部设备进行信息 交流的信道，其是否 正常工作，除了和输 入/输出单元有关外， 还与连接配线、接线 端子、保险管等组件 状态有关。输入检查 流程和输出检查流程 如图6.4和图6.5所示。
当调用功能“诊断硬件”后，诊断符号将会显示在在线视图、快速 视图（默认设置）或诊断视图的项目窗口中。双击快速视图或诊断视图 中的诊断符号，可启动“模块信息”应用程序来显示详细的诊断信息。 这些操作关系如图6.7所示。
Date: 2020/6/1
Date: 2020/6/1
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2 检查与维护
为了保障系统的正常运行，定期对PLC系统进行维护和检 查是必不可少的，而且还必须熟悉一些故障诊断和排除的方 法。
1、定期检查 PLC是一种工业控制设备，通常每隔半年时间应对PLC作定
期检查。如果PLC的工作条件不符合表1规定的标准，就要做 一些应急处理，以便使PLC工作在规定的标准环境。
5、外部输入接触时间短
把端子板重新插入、锁紧。 更换端子板连接器
调整输入组件
6、输入回路不良
更换单元
7、程序的OUT指令中用了输入 继电器编号
修改程序
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3.2故障处理
表6.3 输入单元故障处理
序号 5
6
7 8
异常现象
特定继电器编号的 输入不关断
可能原因 1、输入回路不良 2、程序的OUT指令中用了输入
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4.1故障诊断的基本方法
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，如图6.6所 示。如果模块有诊断信息，在模块符号上将会增加一个诊断符号，或者模块符号 的对比度降低。
其中：
图6.6诊断符号
1、诊断符号“模块故障”可能的原因：诊断中断、I/O访问错误或检测到故障
输出出现不规则的ON/OFF现 象
3、噪音引起的误动作
4、端子螺钉松动
5、端子连接接触不良
1、COM端子螺钉松动
8
异常动作的继电器编号为8 点单位
2、端子连接接触不良 3、保险丝熔断
4、CPU不良
9
输出指示灯不亮 （动作正常）
LED灯坏
处理 更换继电器 更换负载或加假负载电阻
修改程序 更换单元 调整电压 修改程序 抗噪音措施： 装抑制器、装绝缘变压器、用屏蔽线
、用屏蔽线配线等 拧紧 把端子板重新插入、锁紧。 更换端子板连接器 拧紧 把端子板重新插入、锁紧。 更换端子板连接器 更换CPU单元
更换单元
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表6.4 输出单元故障处理
序号
异常现象
可能原因
1、未加负载电源 2、负载电源电压低 3、端子螺钉松动
1 输出全部不接通
故障的后果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量； 重的可能造成财产损失和人员伤亡。如果是一些特殊的控制 对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。引发故障的 原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过日常的检查 和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最低。
故障发生后，对于维护人员来说最重要的是找到故障的 原因，迅速排除故障，尽快恢复系统的运行。对于系统设计 人员在设计时要考虑到系统出现故障后系统的自我保护措施， 力争使故障的停机时间最短，故障产生的损失最小。
3、端子螺钉松动
4、端子板连接器接触不良
加额定电源电压
拧紧
把端子板重新插入、锁紧。 更换端子板连接器
2
输入全部断开 (输入指示灯也灭)
输入回路不良
更换单元
3
输入全部不关断
输入回路不良
更换单元
1、输入器件不良
更换输入器件
2、输入配线断线
检查输入配线
3、端子螺钉松驰
拧紧
4
特定继电器编号的输 4、端子板连接器接触不良 入不接通
图找出故障点的大致方 向，然后逐渐细化，以 找出具体故障，如图1 所示。
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图1总体检查流程图
2、电源故障检 查
若电源灯不亮 则需要对供电系 统进行检查，检 查流程图如图6.2 所示。
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图6.2 电源故障检查流程图
3、运行故障检查 电源正常，运
S7-300的故障诊断和维护
• 1 故障种类 • 2 检查与维护 • 3 外部故障的排除方法 • 4 内部错误的故障诊断
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PLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较 高，出现故障的概率较低，但是出现故障也是难以避免的。 一般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。
配线等 拧紧 端子充分插入、拧紧 拧紧 端子充分插入、拧紧 更换保险丝 更换CPU单元
更换单元
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4 内部错误的故障诊断
S7-300具有非常强大的故障诊断功能，通过STEP 7编 程软件可以获得大量的硬件故障与编程错误的信息，使用户 能迅速地查找到故障。
这里的诊断是指S7-300内部集成的错误识别和记录功 能，错误信息在CPU的诊断缓冲区内。有错误发生或事件发生 时，标有日期和时间的信息被保存到诊断缓冲区，时间保存 到系统的状态表中，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。
5、继电器输出不良
6、输出回路不良
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处理
加电源 使电源电压为额定值 拧紧 把端子板重新插入、锁紧。更换端子
板连接器 更换保险丝 更换单元 更换单元 更换单元 更换单元 修改程序 更换单元 更换输出器件 检查输出线 拧紧 端子充分插入、拧紧 更换继电器 更换单元