胡江

摘 要：西门子PLC控制系统，主要借助于计算机编程对机械设备实现自动化操控，本身具备一定的稳定性与可靠性。然而，在运用西门子PLC控制系统一段时间后，经常出出现种种故障，影响其工作质量与工作效果。故此，程序人员应该全面掌握西门子PLC控制系统的工作原理，并对其产生的故障加以分析，采取合理的措施使其恢复早最佳的工作状态。

关键词：西门子；PLC控制系统；工作原理；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.155

1 概述西门子PLC基本情况与工作原理

西门子所研发出的可编程序控制器，当前已经被广泛的应用于我国工业生产、冶金制造等领域中，其中西门子PLC产品的主要种类有：S7-200、S7-300、S7-1200、S7-400、LOGO等。这些产品中，S7系列本身存在一定的特征，例如运行速度较快、高标准化、体积小巧等。与其他种类相比，S7系统产品中的西门子PLC网络通信效果较强，并且具备一定的可靠性，主要组成部分有：S7-200、S7-300、S7-400等。处于不断发展的社会形势下，生产要求不断升级，可编程控制器已经实现了普及化的应用趋势。通常来讲，对可编程控制器进行分类，主要有：控制规模、控制机构、控制性能等。運用西门子PLC控制系统时，基本工作步骤（即扫描周期）为：样本采集输入、执行程序、输出刷新。在进行实际操作时，主要运用CPU对上述流程进行重复操作，以确保西门子PLC控制系统的稳定运行。

（1）样本采集输入。在采集样本输入的过程中，应该根据科学的顺序采集数据，并将数据存储于I/O映像区中。当样本采集输入以后，便可以开展执行程序等后续工作。当程序运行过程中，假若数据输入状态处于不稳定状态，对于I/O映像区运行状态与输入数据是不会产生任何影响的。

（2）执行用户程序。在执行用户程序这一步骤中，应该按照自上而下的顺序扫描用户程序。在扫描梯形图的过程中，可从左边的控制线路开始，以左右、上下的顺序来进行扫描。在刷新过程中，可按照运算得到的实际结果来刷新系统RAM存储区的逻辑线圈状态，同时刷新I/O映像区输出线圈对应状态，确定梯形图像的功能是否可以正常应用。

2 分析西门子PLCS7-2OO出现故障与解决策略

（1）分析西门子PLC与PLCS7-200内部RS485接口电路。S5系列作为西门子PLC中的一份子，本身具备高可靠性、紧密结构等特征，主要类型有：开关类型、通用型、字处理型。当西门子PLC使用几年的时间后，S5系列PLC将出现一定的故障，如硬件性故障与软件性故障等。通常来说，处理软件故障时，只要借助于PG便可以解决故障，例如由于结构模块化导致硬件出现故障，这时只要将出现故障的模块进行及时更换便可实现快速维修。现阶段，科学更迭迅速，S5系列PLC已经停产淡出市场的视线，占据市场主导地位的是S7系列PLC，这一系统应用可靠性更强，操作更加便捷。在全面分析PLCS7-200常出现故障前，应该对RS485接口电路展开了解，如图1所示。

在图1中，电路的基本电阻值为10欧，运用R1与R2来表示，其作用在于保证一旦电路发生故障时芯片不会轻易被电流烧坏。电压运用Z1和Z2来表示，最大电流为10A，并且5V电源与24V电源之间并没有采取隔离措施。

（2）西门子PLCS7-200的故障种类。其一，电阻被烧坏，但是电压或者SN5176保持正常运行状态。因为瞬态干扰电流大，当向两个电阻R1、R2同步桥式整流时，所能承受最大的电流便是10A，但是这时候的流经电阻R1、R2的电流通过计算为：102×10=1000W，直接造成电阻被烧坏的故障。其二，SN5176受到损坏，但是电阻与电压呈现正常工作状态。就电压的运行效率来说，一般静电冲击与瞬态过电压的速度过高，使得静电始终存在。其三，电压与SN5167同时损坏，但是电阻正常运行。由于高电压与低电流带来的干扰较强，导致电压直接受到冲击，然而因电力较小，时间较短，因此电阻并未受到损坏。

（3）探究解决西门子PLCS7-200故障的几种手段。一般情况下，PLC接口出现故障的原因在于瞬态过电压与静电两种因素。若想解决上述故障，则应该制定合理的解决方案，采取科学的处理措施。其一，针对PLC内部采取的解决方法。1）将5V与24V电源进行隔离，主要借助于隔离DC的方法；2）借助于RS485芯片为应用素材，确保芯片具备过热保护、静电保护等作用；3）选择响应速度较快、承受瞬态功率较大的BL浪涌吸收器，能够有效抗击大电流的强大冲击；4）选择正温度系数自恢复保险PTC为电阻R1、R2。其二，针对PLC外部采取的解决方法：以PC/PPT电缆进行隔离，应该选择质量好且隔离效果好的隔离电缆。借助于隔离总线连接器与PLCRS485口进行联网，并运用RS485隔离器与触摸屏、PLC联网端以及变频器等进行彻底隔离，避免出现无底线环流的现象，保护其他节点。

3 结束语

综上所述，当西门子PLC控制系统使用一段时间以后，难免出现各种故障问题，对其安全运行将产生极大的威胁。故此，程序人员应该切实了解并掌握西门子PLC控制系统的工作原理，对其故障加分分析，制定合理的解决方案，消除故障带来的安全隐患，确保西门子PLC控制系统的正常运行。

参考文献：

[1]常焘.关于西门子PLC控制系统工作原理及常见故障应用分析[J].山东工业技术，2018（20）：155.