Quando um CLP Siemens entra em falha, uma linha de produção inteira pode parar em questão de segundos. Em indústrias onde cada minuto de inatividade representa milhares de reais em prejuízo, saber diagnosticar rapidamente a causa raiz e recuperar o programa de automação é uma competência que separa a manutenção reativa da proativa. Neste guia completo, vamos abordar os procedimentos de diagnóstico para as famílias S7-1200 e S7-300, as falhas mais frequentes que encontramos em nosso laboratório e as estratégias para recuperação de programas perdidos.
Indicadores LED: A Primeira Linha de Diagnóstico
Os LEDs frontais do CLP Siemens fornecem informações valiosas sobre o estado da CPU antes mesmo de conectar qualquer software. Conhecer cada padrão é fundamental para um diagnóstico rápido.
LEDs do S7-1200 / S7-1500
| LED | Estado | Significado |
|---|---|---|
| RUN/STOP | Verde fixo | CPU em modo RUN — programa executando normalmente |
| RUN/STOP | Amarelo fixo | CPU em modo STOP — programa carregado mas não executando |
| RUN/STOP | Verde piscando | CPU em modo STARTUP — inicialização em andamento |
| RUN/STOP | Alternando verde/amarelo | CPU aguardando configuração de hardware |
| ERROR | Vermelho fixo | Erro de hardware — falha interna na CPU |
| ERROR | Vermelho piscando | Erro de software — falha no programa ou configuração |
| MAINT | Amarelo piscando | Manutenção necessária — ex.: bateria fraca, cartão de memória |
LEDs do S7-300
| LED | Estado | Significado |
|---|---|---|
| SF (System Fault) | Vermelho fixo | Falha de sistema — erro de programação ou hardware |
| BF (Bus Fault) | Vermelho fixo | Falha no barramento — módulo PROFIBUS/MPI com problema |
| DC5V | Verde fixo | Alimentação interna 5V OK |
| DC5V | Verde piscando | Sobrecarga no barramento 5V — módulos consumindo mais que o permitido |
| FRCE | Amarelo fixo | Forçamento ativo — há variáveis forçadas no programa |
Atenção
Se o LED ERROR está vermelho fixo, a CPU detectou um problema de hardware que normalmente requer intervenção técnica especializada. Não tente resetar repetidamente — isso pode agravar o problema, especialmente se houver falha em módulos de I/O ou na fonte de alimentação.
Modos de Falha Mais Comuns
Com base em nossa experiência reparando centenas de CLPs Siemens, os modos de falha mais frequentes são:
1. CPU em STOP Inesperado
A CPU interrompe a execução do programa e entra em modo STOP. As causas mais comuns incluem:
- Erro de watchdog: O tempo de ciclo excedeu o limite configurado, geralmente por laços infinitos ou blocos de programa excessivamente complexos
- Acesso inválido à memória: O programa tenta ler/escrever em endereços de I/O que não existem na configuração de hardware
- Falha em OB de erro: Se o OB86 (falha de rack/estação) ou OB82 (alarme de diagnóstico) não estão programados, a CPU pode ir a STOP automaticamente
- Inconsistência de configuração: A configuração de hardware carregada não corresponde aos módulos fisicamente instalados
2. CPU em ERROR
Diferente do STOP, o estado ERROR indica problemas mais graves:
- Falha interna da CPU: Defeito no processador, memória RAM ou firmware corrompido
- Cartão de memória corrompido: O MMC/SD card apresenta setores defeituosos — muito comum após quedas de energia sem UPS
- Dano na EEPROM: Dados de configuração ou programa corrompidos na memória não-volátil
3. Sem Comunicação
O TIA Portal ou STEP 7 não consegue estabelecer conexão com a CPU:
- Endereço IP incorreto ou conflitante: Verifique se a CPU e o PC estão na mesma sub-rede
- Porta Ethernet danificada: Dano físico no conector RJ45 ou no circuito PHY interno
- Firewall bloqueando: O Windows Firewall pode bloquear a comunicação com o TIA Portal
- Interface MPI/PROFIBUS defeituosa: No S7-300, cabos MPI danificados ou terminação de barramento incorreta
4. Programa Perdido
A CPU liga mas não possui programa ou o programa está corrompido:
- Bateria de backup esgotada (S7-300): Sem bateria, a CPU perde o conteúdo da memória RAM ao desligar
- Cartão de memória ausente/defeituoso (S7-1200/1500): Estas CPUs dependem do cartão SIMATIC Memory Card para armazenar o programa
- Descarga eletrostática: Manuseio inadequado pode corromper dados no cartão de memória
5. Falha em Módulos de I/O
Módulos de entrada ou saída apresentam comportamento errático ou não respondem:
- Sobretensão nas entradas: Picos de tensão em sensores conectados podem danificar circuitos de entrada
- Saída em curto-circuito: Carga em curto queima o transistor ou relé de saída do módulo
- Conector de barramento solto: No S7-300, o conector traseiro que liga os módulos ao rack pode se soltar com vibrações
Diagnóstico via TIA Portal — Passo a Passo
Quando a comunicação com a CPU está ativa, o TIA Portal oferece ferramentas poderosas de diagnóstico:
Passo 1: Conectar e Verificar o Estado Online
Abra o projeto no TIA Portal e clique em "Go Online". Na vista de dispositivos, verifique os ícones de status de cada módulo. Ícones vermelhos indicam falhas ativas, amarelos indicam avisos.
Passo 2: Ler o Buffer de Diagnóstico
Acesse Online & Diagnostics > Diagnostic Buffer. O buffer armazena as últimas 100+ entradas de eventos, incluindo:
- Timestamp exato de cada evento (transições RUN→STOP, erros)
- Código de erro detalhado com referência ao bloco e linha do programa
- Informações sobre o módulo que gerou o evento
Este é o recurso mais valioso para entender o que aconteceu e quando. Analise os eventos em ordem cronológica para encontrar a causa raiz.
Passo 3: Verificar Status dos Módulos
Em Online & Diagnostics > Module Information, verifique o status de cada módulo individualmente. Preste atenção especial a:
- Canais com erro: Entradas/saídas com fio partido ou curto-circuito
- Temperatura do módulo: Valores acima do normal indicam problemas de ventilação
- Contadores de erro: Erros acumulados em módulos de comunicação PROFINET/PROFIBUS
Passo 4: Monitorar o Programa Online
Use a função de monitoramento online para observar o programa em execução. Verifique se os valores de I/O correspondem ao estado real dos sensores e atuadores. Discrepâncias indicam problemas na fiação ou nos módulos.
Recuperação de Programas: Opções Disponíveis
Quando o programa de um CLP Siemens é perdido ou corrompido, existem diferentes estratégias de recuperação, dependendo da situação:
Opção 1: Upload da Memória da CPU
Se a CPU ainda contém o programa (mesmo em STOP), é possível fazer upload para o TIA Portal. No entanto, o código recuperado pode não conter comentários, nomes simbólicos ou a estrutura original de blocos — apenas o código compilado. Para o S7-1200/1500, a função "Upload device as new station" permite extrair o projeto completo em muitos casos.
Opção 2: Restaurar a Partir de Backup
A forma mais confiável de recuperação. Se sua equipe mantém backups regulares do projeto TIA Portal, basta carregar o último backup válido na CPU. Verifique se a versão do projeto é compatível com o firmware da CPU.
Opção 3: Cartão de Memória
No S7-1200/1500, o cartão SIMATIC Memory Card contém uma cópia do programa. Se a CPU está defeituosa mas o cartão está íntegro, é possível transferir o cartão para uma CPU reserva do mesmo modelo.
Opção 4: Engenharia Reversa do Processo
Quando nenhum backup está disponível e o upload não é possível, a última alternativa é a recriação do programa. Isso envolve:
- Levantamento dos diagramas elétricos e P&IDs da planta
- Mapeamento das entradas e saídas físicas
- Entrevistas com operadores sobre a lógica de funcionamento
- Desenvolvimento e teste gradual do programa
Este processo é demorado e custoso — reforçando a importância crítica de manter backups atualizados.
Estratégia de Backup — Não Espere Perder o Programa
Mantenha pelo menos 3 cópias do projeto TIA Portal: uma no PC de engenharia, uma em mídia externa (pendrive/HD) e uma em nuvem. Atualize os backups após cada alteração no programa. Para CLPs S7-300, substitua a bateria de backup a cada 12 meses preventivamente. Para S7-1200/1500, mantenha um cartão SIMATIC Memory Card reserva com o programa atualizado. Conheça nossos contratos de manutenção preventiva que incluem gestão de backups.
Falhas de Hardware: Fonte, I/O e Comunicação
Nem toda falha é de software. Problemas de hardware representam cerca de 40% dos chamados que recebemos relacionados a CLPs Siemens:
Fonte de Alimentação
- Tensão instável: Meça a tensão de alimentação 24VDC diretamente nos terminais da CPU. Valores fora da faixa 20.4–28.8V podem causar comportamento errático
- Ripple excessivo: Uma fonte chaveada degradada pode apresentar ripple AC elevado, visível com osciloscópio. Isso causa erros intermitentes difíceis de diagnosticar
- Subdimensionamento: Ao adicionar módulos de expansão, verifique se a fonte tem capacidade suficiente para o consumo total (consulte o manual de cada módulo)
Módulos de I/O
- Teste de canais: Use a função de forçamento (forcing) no TIA Portal para testar saídas individualmente — com extrema cautela e somente com o processo seguro
- Medição em campo: Confirme que sensores e atuadores estão funcionando medindo sinais diretamente nos bornes do módulo
- Substituição modular: No S7-300 e ET200, módulos podem ser substituídos individualmente sem trocar o rack inteiro
Comunicação PROFINET / PROFIBUS
- Cabos de rede: Verifique a qualidade dos cabos Ethernet com testador de cabos. Conexões mal crimpadas são causa frequente de falhas intermitentes
- Terminação PROFIBUS: O barramento PROFIBUS deve ter terminação ativa nos dois extremos. Terminação incorreta causa erros de comunicação em toda a rede
- Endereços duplicados: Dois dispositivos com mesmo endereço IP (PROFINET) ou endereço de estação (PROFIBUS) causam conflitos imprevisíveis
Medidas Preventivas para Evitar Paradas
A melhor estratégia contra falhas de CLP é a prevenção. Implementar essas práticas pode reduzir drasticamente o risco de paradas não programadas:
- Backups regulares: Após cada alteração no programa, salve o projeto completo em pelo menos dois locais diferentes
- Nobreak (UPS) dedicado: Proteja CLPs e fontes de alimentação contra quedas e picos de tensão com UPS online de dupla conversão
- Atualização de firmware: Mantenha o firmware da CPU atualizado — atualizações frequentemente corrigem bugs conhecidos e melhoram a estabilidade
- Monitoramento de temperatura: Instale sensores de temperatura no painel e configure alarmes para evitar sobreaquecimento
- Manutenção preventiva do painel: Limpeza de filtros, verificação de ventiladores e reaperto de terminais a cada 6 meses
- Documentação atualizada: Mantenha diagramas elétricos, lista de I/O e parametrização sempre atualizados para facilitar o diagnóstico
- CPU e módulos reserva: Para linhas críticas, mantenha uma CPU reserva configurada e pronta para substituição rápida
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