PLC控制系统的一般结构和故障类型
2017-03-26  来源:本站

  PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成,如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板;采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器;CPU作为系统的核心,完成接收数据,处理数据,输出控制信号;输出部分有的系统用到DA模板,将输出信号转换为模拟量信号,经过功放驱动执行器;大多数系统直接将输出信号给输出模板,由输出模板驱动执行器工作;通讯部分由通讯模板和上位机组成。

  因为PLC本身的故障可能性极小,系统的故障主要来自外围的元部件,所以它的故障可分为如下几种:

  (1)输入故障,即操作人员的操作失误;

  ■传感器故障;

  ■执行器故障;

  ■PLC软件故障

  这些故障,都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测,对故障进行预报和处理。

 

  PLC控制系统的故障诊断方法

  PLC控制系统故障的宏观诊断

  故障的宏观诊断就是根据经验,参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下:

  ■是否为使用不当引起的故障,如属于这类故障,则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。

  ■如果不是使用故障,则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布,依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障:然后检查PLCI/O模板是否有故障:最后检查PLCCPU是否有故障。

  ■在检查PLC本身故障时,可参考PLCCPU模板和电源模板上的指示灯。

  ■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因,则可能是系统设计错误,此时要重新检查系统设计,包括硬件设计和软件设计。

  PLC控制系统的故障自诊断

  故障自诊断是系统可维修性设计的重要方面,是提高系统可靠性必须考虑的重要问题。自诊断主要采用软件方法判断故障部分和原因。不同控制系统自诊断的内容不同。PLC有很强的自诊断能力,当PLC出现自身故障或外围设备故障,都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮、灭来查找。

  总体诊断

  根据总体检查流程图找出故障点的大方向,逐渐细化,以找出具体故障,如图2所示。

  电源故障诊断

  电源灯不亮,需对供电系统进行诊断.如果电源灯不亮,首先检查是否有电,如果有电,则下一步就检查电源电压是否合适,不合适就调整电压,若电源电压合适,则下一步就是检查熔丝是否烧坏,如果烧坏就更换熔丝检查电源,如果没有烧坏,下一步就是检查接线是否有误,若接线无误,则应更换电源部件.

  运行故障诊断

  电源正常,运行指示灯不亮,说明系统已因某种异常而终止了正常运行。检查流程如图3所示.


3 运行故障诊断流程图

  输入输出故障诊断

  输人输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道,其是否正常工作,除了和输入输出单元有关外,还与联接配线、接线端子、保险丝等元件状态有关。

  出现输入故障时,首先检查LED电源指示器是否响应现场元件(如按钮、行程开关等)。如果输入器件被激励(即现场元件已动作),而指示器不亮,则下一步就应检查输入端子的端电压是否达到正确的电压值。若电压值正确,则可替换输入模块。若一个LED逻辑指示器变暗,而且根据编程器件监视器、处理器未识别输入,则输入模块可能存在故障。如果替换的模块并未解决问题且连接正确,则可能是IO机架或通信电缆出了问题。

  出现输出故障时,首先应察看输出设备是否响应LED状态指示器。若输出触点通电,模块指示器变亮,输出设备不响应。那么,首先应检查保险丝或替换模块。若保险丝完好,替换的模块未能解决问题,则应检查现场接线。若根据编程设备监视器显示一个输出器被命令接通,但指示器关闭,则应替换模块。

  在诊断输入/输出故障时,最佳方法是区分究竟是模块自身的问题,还是现场连接上的问题。如果有电源指示器和逻辑指示器,模块故障易于发现。通常,先是更换模块,或测量输入或输出端子板两端电压测量值正确,模块不响应,则应更换模块。若更换后仍无效,则可能是现场连接出问题了。输出设备截止,输出端间电压达到某一预定值,就表明现场连线有误。若输出器受激励,且LED指示器不亮,则应替换模块。如果不能从IO模块中查出问题,则应检查模块接插件是否接触不良或未对准。最后,检查接插件端子有无断线,模块端子上有无虚焊点。

  指示诊断

  LED状态指示器能提供许多关于现场设备、连接和IO模块的信息。大部分输入/输出模块至少有一个指示器。输入模块常设电源指示器,输出模块则常设一个逻辑指示器。

  对于输入模块,电源LED显示表明输入设备处于受激励状态,模块中有一信号存在。该指示器单独使用不能表明模块的故障。逻辑LED显示表明输入信号已被输入电路的逻辑部分识别 。如果逻辑和电源指示器不能同时显示,则表明模块不能正确地将输入信号传递给处理器。输出模块的逻辑指示器显示时,表明模块的逻辑电路已识别出从处理器来的命令并接通。除了逻辑指示器外,一些输出模块还有一只保险丝熔断指示器或电源指示器,或二者兼有。保险丝熔断指示器只表明输出电路中的保护性保险丝的状态;输出电源指示器显示时,表明电源已加在负载上。像输入模块的电源指示器和逻辑指示器一样,如果不能同时显示,表明输出模块就有故障了。