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西门子 PLC 输入点电压故障是现场调试中高频问题，核心排查逻辑为 “从物理层→线路层→模块层→程序层” 逐步缩小范围，结合数字量 / 模拟量输入的差异，提供可直接落地的排查步骤、工具使用方法及典型故障解决方案：

一、前置准备：必备工具与核心判断依据

1. 必备工具

• 万用表（直流 / 交流电压档、通断档）、螺丝刀、压线钳、绝缘胶带；

• PLC 模块手册（确认输入类型：PNP/NPN、电压量程）、项目接线图；

• 临时 24V 电源、备用传感器 / 输入模块（快速替换测试）。

2. 核心判断依据

二、数字量输入点电压故障排查（24V DC 为主，最常用）

步骤 1：直观判断故障现象（缩小排查方向）

• 现象 1：输入点指示灯不亮，PLC 监控值始终为 “0”→ 排查方向：电源缺失、线路断路、传感器未触发、模块通道损坏；

• 现象 2：输入点指示灯常亮，PLC 监控值始终为 “1”→ 排查方向：线路短路、传感器粘连、公共端接反、模块通道短路；

• 现象 3：电压抖动（5-15V），PLC 值频繁跳变→ 排查方向：接触不良、电源纹波过大、电磁干扰、传感器防抖设置不当。

步骤 2：断电检查线路与接线（物理层）

1. 接线正确性验证：

• 对照接线图，确认传感器电源线（V+、GND）接 PLC 自带 24V 电源或外部电源，信号输出线接 PLC 输入点（如 I0.0）；

• PNP 传感器：信号输出线→PLC 输入点，传感器 GND→电源 GND；NPN 传感器：信号输出线→PLC 输入点，传感器 V+→电源 V+；（错接会导致 “有传感器动作但无电压” 或 “电压反相”）

2. 线路通断与短路检测：

• 用万用表通断档，测量传感器信号输出端到 PLC 输入点端子的线路电阻（正常≈0Ω，＞10Ω 为接触不良或断线）；

• 测量 PLC 输入点端子与电源 GND（PNP）或 V+（NPN）的电阻（正常应无穷大，＜1kΩ 为线路短路）。

步骤 3：通电测量电压（核心步骤）

1. 测量传感器输出电压：

• 传感器未触发时：PNP 应输出＜5V，NPN 应输出＞15V；

• 传感器触发时（如接近开关靠近金属）：PNP 应输出 15-24V，NPN 应输出＜5V；

• 若传感器无电压输出（触发 / 未触发均无变化）：排查传感器电源（V+、GND 是否接对，电压是否 24V）、传感器本身故障（替换备用传感器测试）。

2. 测量 PLC 输入点端子电压：

• 若传感器输出正常，但 PLC 输入点电压异常（如 PNP 触发时仅 5-10V）：排查线路压降（线径过细、距离过长，建议≥0.75mm²，距离＜100m）、端子松动（重新压线）；

• 若 PLC 输入点电压正常，但 PLC 监控值无变化：排查模块通道损坏（将信号切换到备用输入点测试）、程序地址错误（确认 PLC 输入点地址与程序中 I 点一致，如 SM1231 模块地址偏移）。

步骤 4：排除模块与程序问题

1. 模块替换测试：将怀疑故障的输入模块更换为备用模块，重新下载硬件组态，若故障消失则为原模块损坏；

2. 程序监控验证：在博途（TIA Portal）中打开 “在线监控”，观察对应输入点（如 I0.0）的状态是否随传感器触发同步变化：

• 若电压正常但状态不变：可能是模块通道烧毁（用万用表测量输入点与公共端的电阻，若短路或无穷大，大概率通道损坏）；

• 若状态变化但程序逻辑无响应：排查程序中是否有 I 点闭锁、地址错误（如混淆物理输入点与虚拟输入点）。

三、模拟量输入点电压故障排查（以 0-10V/±10V 为例）

步骤 1：故障现象分类

• 现象 1：PLC 读取值为 “0” 或 “满量程（27648/-27648）”；

• 现象 2：读取值波动剧烈（如 ±500 数值）；

• 现象 3：读取值与实际电压不符（如输入 5V，读取值仅 2764）。

步骤 2：基础排查（线路与接线）

1. 接线检查：模拟量输入为差分信号，确认 “+”“-” 端子接对（如 SM1231 模块的 AI + 接传感器信号 +，AI - 接传感器信号 -），避免接反；

2. 屏蔽层处理：模拟量线缆需用屏蔽线，屏蔽层单端接地（PLC 侧接地，传感器侧悬空），避免与动力线并行敷设（间距≥20cm），防止电磁干扰。

步骤 3：通电测量电压与信号

1. 测量传感器输出电压：用万用表直流电压档测量传感器信号 + 与 - 之间的电压，确认与实际工况一致（如液位计对应 50% 液位时输出 5V）；

• 若电压异常：排查传感器电源、传感器校准（如密度计需重新标定）、传感器故障（替换测试）；

2. 测量 PLC 模拟量输入端子电压：

• 若传感器输出正常，但 PLC 端子电压异常：排查线路压降（模拟量信号允许压降≤0.5V）、接线松动、屏蔽层接地不良；

• 若电压正常，但 PLC 读取值异常：进入步骤 4。

步骤 4：模块组态与校准

1. 检查硬件组态：在博途中标定模拟量模块的量程（如 0-10V 对应 “0-27648”），若量程设置错误（如将 0-10V 设为 4-20mA），会导致读取值偏差；

2. 模块校准：

• 若读取值线性偏差（如输入 0V 时读取 200，输入 10V 时读取 27448）：在博途 “设备配置→模拟量模块→校准” 中执行 “零点校准”（输入 0V 时校准）和 “满量程校准”（输入 10V 时校准）；

• 若校准后仍偏差：排查模块损坏（替换备用模块）、传感器非线性误差（联系厂家校准传感器）。

步骤 5：排除干扰问题

• 若读取值波动剧烈：测量传感器电源纹波（正常≤0.1V），若纹波过大，加装电源滤波器；

• 若现场有变频器、电机等强干扰源：将模拟量线缆穿金属管敷设，增加接地排，或采用隔离式模拟量模块（如 SM1231 AI 4x13bit 隔离型）。

四、典型故障案例与解决方案

五、排查总结与注意事项

1. 排查顺序：先物理层（接线、传感器）→ 再线路层（通断、压降）→ 最后模块与程序，避免盲目拆换模块；

2. 安全注意：通电测量时避免短路，更换模块前需断电并释放静电（触摸接地金属）；

3. 预防措施：

• 数字量输入：采用屏蔽线，端子加装浪涌保护器（如 24V DC 信号防雷器）；

• 模拟量输入：定期校准传感器与 PLC 模块，远离强干扰源，做好接地与屏蔽。

若排查后仍未解决，可提供具体 PLC 型号（如 S7-1214C）、输入模块型号（如 SM1231）、传感器类型及电压测量数据，进一步精准定位故障！