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前面提到过,S7-400是依照冗余方式来进行设计的,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方式。
     2.1 循环气压缩机控制系统的冗余故障及处理。

     该化工装置上的丙烯循环气压缩机采用的是S7-400HPLC控制系统。该系统的一个稳压电源突然出现故障,因此就在停车检修过程中更换了电源装置,然而在稳压电源更换好之后,PLC系统再次上电,发现后启动的CPU1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,可基本判断是系统出项冗余故障造成外部故障。

     解决方式是将两个控制器的模式选择开关都扳到STOP位置,然后将先前没有扳起来的CPU1模式选择开关扳到RUN位置待RUN绿灯亮,STOP黄灯灭后,再将CPU模式选择开关扳到RUN位置,RUN绿灯闪烁后灭,STOP黄灯一直亮,故障无法排除。系统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),FRCE黄灯灭后,再次将状态为STOP的CPU 0模式选择开关从 RU NSTOP-RUN位置依次扳动,CPU0 RUN绿灯亮,STOP则黄灯灭,这时两CPU都为RUN绿灯,REDF(冗余故障)和EXTF(外部故障)灯都灭,故障得以排除。

      2.2 挤压机控制系统冗余故障及处理
      挤压机控制系统冗余故障表现是巡检时两CPU上的 RED F和EXTF红灯亮 ,IFM2F红灯亮;热备CPU1状态为STOP黄灯亮,CPU1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。

      解决方式是先检测是哪个部位出现问题。方法是对调CPU1控制的FM2和CPU0控制的FM2,结果发现CPU0的FM2 LINKOK灯灭;随后再将CPU0的FM2和CPU0的FM1对调,4个LINK OK指示灯的状态没有变化,由此判断出现在CPU0的FM1和FM2无问题,然后再将CPU1的FM1和FM2对调,结果发现CPU0的FM1  LINK  OK灯灭,到此通过不同的对调检测可以判断出CPU0控制的FM1卡是存在问题。所以需要更换FM1卡,换后控制器中故障指示灯立即出现熄灭,4个LINK OK指示灯均为绿色亮,表明系统恢复正常,故障得以排除。

     此外,S7-400H冗余故障表现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PII(输入的过程映像)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信号总是被CPU以正确的信号予以接受。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来解决。

西门子PLC控制器技术之一：S7-300/400系统概述

什么是SIMATIC?

她是西门子自动控制系统（Siemens Automatic）的简称，SIMATIC自动控制系统主要由西门子PLC、分布式I/O（如ET200S）、人机界面HMI、SIMATIC 网络以及标准化软件（STEP 7/博途）等组成。

一个SIMATIC控制系统核心的组成当然是控制器了，SIMATIC的控制器是西门子系列PLC。

什么是PLC?

可能很多人都只可意味不可言全。PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称。当然现在随着计算机技术的发展，已经不单单执行简单的逻辑运算，还可以执行很多复杂的功能，比如定时、计数、PID控制等等。

PLC具有如下特点：

1、可编程，控制系统硬件柔性化

2、可靠性高，抗*力强

3、功能完善，适用性强

4、易学易用

5、维护方便

正因为PLC如上的诸多特点，使其在工业自动化生产中得到了广泛的应用，为工业4.0和中国制造2025战略的实现贡献力量。

典型的西门子PLC可以分为三类：

紧凑型PLC ：比如S7-200系列

中低性能范围PLC：比如S7-300系列

中高性能范围PLC：比如S7-400系列

当然，目前西门子推出的控制器是S7-1200/1500系列，S7-1200性能介于S7-200和S7-300之间；S7-1500性能介于S7-300和S7-400之间。

S7-200系列PLC运行稳定，使用简单方便，价格便宜，很适用于小型控制系统；但是其I/O点数少，扩展困难。目前支持Win7的软件是 Step7 MicrowinX，该软件无需*。

S7-300系列PLC是针对中低性能要求设计的模块化中小型控制系统PLC。目前在工业自动化生产中应用广泛（比如汽车整车制造等）

可选择不同类型的扩展模块

可以扩展多达32个模块

模块内集成背板总线

可以连接MPI、 Profibus DP、Profinet接口

S7-300 PLC硬件各模块构成如下图所示：

其中PS电源模块为可选，只需要外部能够提供PLC稳定的24VDC即可，IM模块为接口模块，仅在当需要扩展机架的时候才需要。CPU模块为必选，SM信号模块、FM功能模块、CP通信处理器根据需要增减添加。注意在硬件组态中左边三个模块槽位位置固定。

S7-400系列PLC是针对于中高级性能要求的控制系统

可以选择不同的模块

可以扩展多达300个模块

背板总线集成在模块内

也可以连接MPI、 Profibus DP、Profinet等接口

S7-400PLC类似于S7-300PLC，也是模块化硬件结构，其与S7-300的主要区别是：

1. S7-400PLC的PS电源模块为必选，而且有电池，需要定期更换；

2. S7-400PLC的各硬件模块没有插槽顺序限制；

3. S7-400PLC有4个累加器，而S7-300PLC只有两个累加器。

S7-1200和S7-1500是西门子硬件更新的大势所趋，虽然目前应用面还不大，但请大家留心学习，后续衡云湘水也会推出关于S7-1200/1500的系列学习专辑。

PLC型号所蕴含的信息

如何通过CPU型号了解其基本信息呢？相信通过以下两个例子解释你就了然于胸了：

1. CPU315-2 PN/DP