我厂化工车间 S7-1500 PLC 控制系统中,AI 模块(331-7KF02)SF 红灯常亮,监控系统显示反应釜温度数值持续上溢为 32767(16#7FFF),导致冷却系统误动作,生产被迫中断。该模块负责采集 4 路铂电阻温度信号,仅反应釜温度通道异常,其余通道显示正常。
初步诊断:通过 TIA Portal 连接 CPU 查看诊断缓冲区,提示 “模拟量通道 1 共模电压超限”,结合 SF 灯状态确认模块存在通道级故障。
硬件检查:断电检查模块接线,发现反应釜温度传感器线缆为非屏蔽线,且与车间 380V 强电线路并行敷设,测量传感器输出信号稳定,排除传感器本身故障。
组态验证:对比硬件组态与实际模块,订货号、量程卡设置(4-20mA 电流型)均一致,排除组态不匹配问题。
干扰测试:用万用表测量模块 MANA 端与传感器负极间电压,发现存在 12V 共模电压,远超模块 5V 耐受上限,判断干扰为故障根源。
故障处理
更换传感器线缆为双绞屏蔽线,将屏蔽层在 PLC 侧单端接地,与强电线路间距保持 1 米以上,重新规划布线路径。
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,消除共模电压差。
重新上电后,SF 灯熄灭,监控系统显示温度数值恢复正常(85℃),用钳形表测量通道电流为 12mA,与实际温度匹配。
后续观察 24 小时,数值无波动,冷却系统按设定逻辑运行,故障彻底排除。
此类故障多因现场布线不规范导致干扰引入,借助诊断缓冲区定位问题类型,结合硬件整改可快速解决。