AI 模块共模电压超限故障:在化工车间的 S7-1500 PLC 控制系统中,AI 模块(331-7KF02)的 SF 红灯常亮,监控系统显示反应釜温度数值持续上溢为 32767,导致冷却系统误动作。通过诊断缓冲区提示 “模拟量通道 1 共模电压超限”,检查发现反应釜温度传感器线缆为非屏蔽线,且与 380V 强电线路并行敷设,测量得到模块 MANA 端与传感器负极间存在 12V 共模电压,远超模块 5V 耐受上限。最终更换传感器线缆为双绞屏蔽线,将屏蔽层在 PLC 侧单端接地,并在模块接线端将 AI 通道 M - 端与 COMP、MANA 及 24VDC - 端短接并共同接地,故障得以排除。
IO 模块导致的通信故障:我工厂的加热炉从站出现短时通信故障,几秒钟后恢复,诊断记录显示有 IO 地址寻址错误和模块错误信息。之后老厂区的 1500PLC 也频繁出现通信掉站情况,第三次时,某生产线的从站通信故障 4 秒左右恢复,更换接口模块后故障仍未解决,最终更换后面的多个 IO 模块后生产恢复正常,判断是 IO 模块故障导致整个背板通信出现异常。
与第三方设备通讯故障:西门子 1500PLC 与第三方远程 IO 及伺服通过 Profinet 通讯时经常出现通讯中断的情况。经检查,部分网线接口有松动迹象,且有几根网线存在信号衰减问题,同时发现一个第三方远程 IO 的 IP 地址与其他设备存在冲突,部分设备的通讯波特率与 PLC 侧配置不一致,网络布线也存在不合理之处,部分网线长度过长,且通讯线路与强电线路距离较近,未采取有效的屏蔽措施。通过更换网线、替换 IP 地址冲突的设备、重新配置参数以及更换为屏蔽性能更好的网线并重新规划布线后,通讯故障彻底消除。
CPU 自动停止故障:1500 系列 PLC 不定时出现自动停止故障,CPU 故障代码为 MAC-431、MAC-421,点 CPU 运行键可恢复,但过段时间会继续出现自动停机。查看诊断缓冲区,提示与逻辑地址相关的驱动装置故障、硬件组态错误等。该 PLC 有 1 路 485 通讯,4 个工艺轴,脉冲控制 3 个步进电机和 1 个伺服电机,无编码器反馈,最终未能明确故障原因。
冗余系统同步链路故障:对于 S7-1500R/H 冗余系统,当 RCPU 的冗余链路发生故障,同时现场的网线也发生故障时,如果两个故障间隔大于 150 毫秒,主 CPU 继续运行,备用 CPU 会进入停止状态;如果间隔小于 150 毫秒,主 CPU 和备用 CPU 都可能变成主 CPU,导致系统出现不确定状态。而对于 HCPU,如果两根同步光纤同时中断,间隔大于 55 毫秒,备用 CPU 会进入停止状态,小于 55 毫秒时也会出现两个 CPU 都为工作状态的情况。