西门子老200安装流程详细介绍,西门子老200 PLC安装注意事项

题图来自Unsplash，基于CC0协议

导读

首先，需要明确一下“西门子老200 PLC型号”具体指的是西门子在特定时期（大约是1996年至2005年左右）生产的S7-200系列PLC。这个系列主要包括了CPU模块的几种类型，如LOGO!系列（虽然通常单独分类，但与老200时代的产品紧密关联）、CPU 21x（如214, 215, 216）、CPU 22x（如221, 222, 224, 224XP）以及CPU 23x（如230, 235）系列*。这些模块共同构成了当时S7-200的经典形态。

下面将详细阐述西门子S7-200 PLC的硬件安装步骤、注意事项、常见问题及解决方法。

一、安装步骤

准备工作是关键：在开始安装之前，你需要：

1. 系统规划：

   • 确定PLC的应用目标和需要处理的信号类型。
   • 计算所需的I/O点数，考虑冗余和未来扩展。
   • 选择合适的CPU模块，该模块必须满足点数、通信要求以及特殊功能（如高速计数器、模拟量输入/输出）的需求。
   • 选定I/O模块，如数字量输入/输出模块，模拟量输入/输出模块等，确保它们的输入/输出类型（NPN/PNP、电压/电流等）和电平匹配。

2. 工具准备：

   • 螺丝刀（通常需要十字螺丝刀）
   • 螺丝（通常为平头或十字螺丝，尺寸要符合模块和机架的要求）
   • 绝缘导线（线径要符合电流和距离要求）
   • 绝缘胶带、扎带、PVC管或线槽
   • 针式万用表用于电路检查（重要）
   • （可选）防静电手环，操作可能导致静电放电（ESD）的设备要特别注意防静电。

3. 环境检查与安装空间：

   • 选择干燥、清洁、通风良好的环境，温度、湿度需要符合设备规格要求。
   • 确保PLC安装位置稳定、不易受到振动、粉尘或油污的影响。
   • 提供足够操作和维护的空间。

安装流程：

1. 机架（导轨）安装：

   • 西门子老S7-200通常采用模块化的机架式结构，主要使用导轨。导轨有整体导轨和分段导轨两种。
   • 将导轨牢固地安装在选定的位置（如DIN导轨安装在机柜或面板上，放置在操作台或桌面）。导轨的安装基础一般是标准的DIN EN 60714导轨。
   • 确保导轨完全平直且固定牢靠。

2. CPU模块安装：

   • 这是整个系统的核心。将CPU模块水平地固定在导轨上（通常是靠后端，靠近接口板*）。
   • 使用附带的螺丝（通常是两个）将CPU固定在导轨上。
   • 电源连接：CPU模块有一个专用的M端子，用于连接模块内部电源。电源输入是通过另外连接的PS（Power Supply）接口模块（如PS 202）或适配器（如AC/DC 适配器）连接到CPU的L和M端子。注意区分电源正负极和模块内部电源的接线规定。

3. I/O模块安装：

   • 将选定的I/O模块按需安装在导轨上。模块通常从电源（PS）侧（L）靠近CPU端开始安装，或者CPU自带电源的情况下，靠近交流电源侧。
   • 每个模块使用两个螺丝固定在导轨上。
   • 模块类型区分：
     • 传感器/信号处理模块：主要处理数字信号或模拟信号，安装时只需固定牢靠。
     • 通信模块：如EM277 ET200M的分布式I/O模块，需要明确其在总线上的位置关系和地址设置。

4. 扩展机架（可选）：

   • 如果I/O点数不够，可以使用多机架扩展系统，即“ET200M”分布式系统或类似的现场设备模块。
   • 需要添加第二个导轨（扩展底板或扩展导轨），CPU后面第几槽位模块会跳线设置成从站状态。
   • 然后将模块安装在扩展底板上，并通过总线（如EM277的PROFIBUS DP或使用PPI网络）连接到主CPU或网络接口。

5. 接口板安装（仅限部分支持机型）：

   • 某些型号的CPU（如早期或特定型号的224）可能需要在指定槽位安装“接口板”，以简化电源连接或扩展通信能力。新机型通常不需此板。请查阅具体CPU的安装手册（CPU背面有一张分线板，用于方便连接传感器电源和程序下载电缆）。

6. 电源模块安装：

   • PS接口模块：如果CPU本身不含电源模块，或者单独使用扩展系统，需要将PS 202等电源模块安装在导轨上靠近CPU的一端或指定位置，并将其AC/DC输入部分连接到现场供电电源。
   • CPU自带电源：某些CPU模块（如214/215/216/224等）自身带有电源模块，可以直接为其输入AC/DC电源，通过CPU上的L+, L-, M端子接入。

7. 编程设备连接（可选）：

   • PPI电缆/IC DP接口：用于编程、监控和下载程序。可以插入CPU模块的前面板接口。
   • PROFIBUS连接器：如果配置了PROFIBUS网络，可以连接相应的网络接口模块和网络终端电阻（使用跳线设置）。
   • USB连接套接件：对于某些CPU，可用适配器通过USB接口连接到PC，需要在软件中设置PC接口（如CP 2USB）。

8. 桥接器模块安装（可选）：

   • 在某些情况下（如某些CPU支持），可以使用桥接器模块来连接到远程PC/PG接口（使用PPI网络）或连接其他RS-485设备。将桥接器安装在CPU的后面槽位即可。

9. 模块接线：

   • 在安装完连接器之后进行接线，或者边插边接线。但在安装过程中，确保模块已用螺丝固定，但线路未接好，防止运输（振荡）或气流导致接线端子松动。
   • 电源线：遵循先中间后模块，先弱电后强电的原则。
     • 将电源模块或CPU自带电源模块的AC/DC输出通过电缆连接到主CPU的L、M端子（注意：电源线必须正确连接到CPU电源端子，这是系统运行的基础，接错会导致缺电源或烧毁模块）。如果使用了编程设备，也需要为其提供电源。
     • 连接各个I/O模块的电源回路。对于需要24V传感器电源的数字量输入模块，需要从module电源接口（如果CPU自带或有PS模块）或从24V负载侧输入到模块的传感器电源输出端子，再分配给输入点。
   • 信号线：连接输入/输出设备到PLC模块的端子排。对于数字量模块，将信号输入线接到DI端子，输出线接到DO端子（注意接通/断开模式）。对于模拟量模块，需将信号线正确并联到相应的IN和COM端子。信号线通常是分段接到模块，再接到外部设备。模拟量信号线长度和阻抗需注意。
   • 通信线：连接到PROFIBUS总线或其他通信方式（如MODBUS RTU over RS-485）。

安装后的检查：

• 检查安装：确保所有模块都紧固到位，方向正确，与导轨匹配良好。
• 检查接线：仔细核对接线是否符合图样和规范，线号、线型、接线端子极性是否正确无误，连接牢固，绝缘处理到位，无交叉干涉。仔细核对传感器电源24V回路，是否引起短路或环路。
• 测量电阻：用万用表在不接通电源的条件下，检查各模块之间、模块与CPU之间、总线连接是否正常（通常母线L/M的电压也有标准，但有时第一次上电也要注意）。
• 测量电压：检查模块接线是否使模块端子座上的VCC/DC5V、传感器电压/电流等符合模块规格。

二、安装注意事项

安全第一：

• 严禁在带电状态下安装或拆卸模块，尤其是在进行导轨或模块的维护时。
• 戴好防静电手环操作，防止静电损坏敏感电子元件。
• 确保接触器、电源设备等周围无影响。

环境要求：

• 安装环境需满足西门子关于电压、温度、湿度、机械振动、海拔、必要时控制柜的排风散热和层流轴向冷却风等相关标准。

硬件选择与安装：

• 仔细阅读各个模块（CPU、PS、扩展底板、I/O模块等）的安装手册和接线说明，这些手册非常重要且需要仔细阅读。
• 模块安装顺序通常原则：先电源，再中央处理单元，再连接模块，冗长的等等问题。
• 确保所有模块硬件版本和固件版本兼容（虽然S7-200时接口规范较为成熟，但不同代产品可能存在兼容性问题）。
• 特殊模块：高速计数器、模拟量模块、通信模块等有其特定的安装和配置要求（如跳线设置、参数化或地址分配）。
• 接地：确保电源回路良好接地，PLC柜必须连接可靠的等电位接地，仪器设备连接地线（最好从主电源PEN总线上引出一个独立的地线）*。

接线标准：

• 清晰：编号标识完整准确，标签统一清晰。
• 整齐：美观与安全兼顾，无“剪辫子”现象，端子未过载。
• 牢固：接线紧固，裸线部分用烫锡处理并垫圈保护，水平垂直，转弯半径一致，重力过大时要加绝缘支持。
• 正确：相位、极性、插头、触点、导线绝缘等级/长度均须符合要求。
• 绝缘：渠道应用线槽等方式保护导线，戴手套操作，工具清洁。

三、硬件安装常见问题及解决方案

模块频繁掉站或不上线：可能原因：

• 通信故障：总线接线不良（排除总线死循环？检查接口连接、跳线设置、地址组态（若需要）？电缆是否破坏？
• 电源问题：供电不稳定或电压过低/过高。
• 模块安装不牢固或接触不良。
• 硬件损坏：尝试更换模块，特别是CPU。
• 地线问题导致信号干扰。

启动无声响，控制器未响应：常见原因：

• 电源未正确接通：检查主电源或AC/DC电源模块连接（AC/DC模块的L,M是否接对，是否与CPU匹配）。检查输入电源电压，是否过低？立即将电源开关从OFF打到ON一次，看是否弹出新程序界面。
• CPU模块损坏：替换CPU测试（或从同型号好设备替换尝试），检查总线端口。
• 编程设备或软件问题：更换编程设备，检查PPI接口，软件是否正确识别。

安装后PLC无法工作：原因：

• 电源未正常连接到CPU：特别检查CPU的L和M（M地线），或者AC/DC电源模块是否已经接入（LOW档口要接什么？）
• 模块地址设置冲突（部分模拟量模块有地址设置需求）：核对地址。
• 跳线设置错误：如方向设置、工作模式设置等。
• CPU/CPU电源模块触发了”Overspeed”保护或其他硬件看门狗错误：尝试复位CPU。

电源指示灯异常闪烁：可能原因：

• CPU上电失败：检查电源连接。
• 电池亏电（需要备份程序）：CMOS电池通常是用户无法替换的内部电池，但需查阅手册。
• 电源模块故障。
• CPU过热。

I/O模块指示灯状态异常：原因：

• 差生模块电源电压下降（过载I/O点数、程序问题、跳线不当等）。
• I/O端子接线错误或线路短路/断路。
• 模块本身损坏。

总之，西门子S7-200 PLC（老200）的安装，强调的是仔细阅读手册、遵循规范、确保安全、认真校验、和必要时备用地线。只有每一步都小心翼翼，才能确保PLC模块及其整个控制系统的可靠运行。