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九類常見的plc故障問題

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-06-06  來源:互聯網  作者:工控資料窩  浏覽次數:2959
    一、PLC自身故障判斷
    一般來說,PLC是極其可靠的設備,出故障率很低。PLC的CPU等硬件損壞或軟件運行出錯的概率幾乎為零;PLC輸入點如不是強電入侵所緻,幾乎也不會損壞;PLC輸出繼電器的常開點,若不是外圍負載短路或設計不合理,負載電流超出額定範圍,觸點的壽命也很長。
    因此,我們查找電氣故障點,重點要放在PLC的外圍電氣元件上,不要總是懷疑PLC硬件或程序有問題,這對快速維修好故障設備、快速恢複生産是十分重要的,因此筆者所談的PLC控制回路的電氣故障檢修,重點不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外圍電氣元件。
    二、輸入輸出(I/O)模塊的選取
    輸出模塊分為晶體管、雙向可控矽、接點型。
    晶體管型的開關速度最快(一般0.2ms),但負載能力最小,約0.2~0.3A、24VDC,适用于快速開關、信号聯系的設備,一般與變頻、直流裝置等信号連接,應注意晶體管漏電流對負載的影響。
    可控矽型優點是無觸點、具有交流負載特性,負載能力不大。
    繼電器輸出具有交直流負載特點,負載能力大。常規控制中一般首先選用繼電器觸點型輸出,缺點是開關速度慢,一般在10ms左右,不适于高頻開關應用。
    三、接地問題
    PLC系統接地要求比較嚴格,最好有獨立的專用接地系統,還要注意與PLC有關的其他設備也要可靠接地。多個電路接地點連接在一起時,會産生意想不到的電流,導緻邏輯錯誤或損壞電路。
    而産生不同的接地電勢的原因,通常是由于接地點在物理區域上被分隔的太遠,當相距很遠的設備被通信電纜或傳感器連接在一起的時候,電纜線和地之間的電流就會流經整個電路,即使在很短的距離内,大型設備的負載電流也可以在其與地電勢之間産生變化,或者通過電磁作用直接産生不可預知的電流。
    在不正确的接地點的電源之間,電路中有可能産生毀滅性的電流,以至于破壞設備。
    PLC系統一般選用一點接地方式。為了提高抗共模幹擾能力,對于模拟信号可以采用屏蔽浮地技術,即信号電纜的屏蔽層一點接地,信号回路浮空,與大地絕緣電阻應不小于50MΩ。
    四、消除線間電容避免誤動作
    電纜的各導線間都存在電容,合格的電纜能把此容值限制在一定範圍之内。即使是合格的電纜,當電纜長度超過一定長度時,各線間的電容容值也會超過所要求的值,當把此電纜用于PLC輸入時,線間電容就有可能引起PLC的誤動作,會出現許多無法理解的現象。
    這些現象主要表現為:明接線正确,但PLC卻沒有輸入;PLC應該有的輸入沒有,而不應該有的卻有,即PLC輸入互相幹擾。為解決這一問題,應當做到:
    1.使用電纜芯絞合在一起的電纜;
    2.盡量縮短使用電纜的長度;
    3.把互相幹擾的輸入分開使用電纜;
    4.使用屏蔽電纜。
    五、抗幹擾處理
    工業現場的環境比較惡劣,存在着許多高低頻幹擾。這些幹擾一般是通過與現場設備相連的電纜引入PLC的。除了接地措施外,在電纜的設計選擇和敷設施工中,應注意采取一些抗幹擾措施:
    1.模拟量信号屬于小信号,極易受到外界幹擾的影響,應選用雙層屏蔽電纜;高速脈沖信号(如脈沖傳感器、計數碼盤等)應選用屏蔽電纜,既防止外來的幹擾,也防止高速脈沖信号對低電平信号的幹擾;
    2.PLC之間的通信電纜頻率較高,一般應選用廠家提供的電纜,在要求不高的情況下,可以選用帶屏蔽的雙絞線電纜;
    3.模拟信号線、直流信号線不能與交流信号線在同一線槽内走線;
    4.控制櫃内引入引出的屏蔽電纜必須接地,應不經過接線端子直接與設備相連;
    5.交流信号、直流信号和模拟信号不能共用一根電纜,動力電纜應與信号電纜分開敷設;
    6.在現場維護時,解決幹擾的方法有:對受幹擾的線路采用屏蔽線纜,重新敷設;在程序中加入抗幹擾濾波代碼。
    六、标記輸入輸出,方便檢修
    PLC控制着一個複雜系統,所能看到的是上下兩排錯開的輸入輸出繼電器接線端子、對應的指示燈及PLC編号,就像一塊有數十隻腳的集成電路。任何一個人如果不看原理圖來檢修故障設備,會束手無策,查找故障的速度會特别慢。
    鑒于這種情況,我們根據電氣原理圖繪制一張表格,貼在設備的控制台或控制櫃上,标明每個PLC輸入輸出端子編号與之相對應的電器符号,中文名稱,即類似集成電路各管腳的功能說明。
    有了這張輸入輸出表格,對于了解操作過程或熟悉本設備梯形圖的電工就可以展開檢修了。但對于那些對操作過程不熟悉,不會看梯形圖的電工來說,就需要再繪制一張表格:PLC輸入輸出邏輯功能表。該表實際說明了大部分操作過程中輸入回路(觸發元件、關聯元件)和輸出回路(執行元件)的邏輯對應關系。
    實踐證明如果你能熟練利用輸入輸出對應表及輸入輸出邏輯功能表,檢修電氣故障,不帶圖紙,也能輕松自如。
    七、通過程序邏輯推斷故障
    現在工業上經常使用的PLC種類繁多,對于低端的PLC而言,梯形圖指令大同小異,對于中高端機,如S7-300,許多程序是用語言表編的。實用的梯形圖必須有中文符号注解,否則閱讀很困難,看梯形圖前如能大概了解設備工藝或操作過程,看起來比較容易。
    若進行電氣故障分析,一般是應用反查法或稱反推法,即根據輸入輸出對應表,從故障點找到對應PLC的輸出繼電器,開始反查滿足其動作的邏輯關系。經驗表明,查到一處問題,故障基本可以排除,因為設備同時發生兩起及兩起以上的故障點是不多的。
    八、充分合理利用軟、硬件資源
    1.不參與控制循環或在循環前已經投入的指令可不接入PLC;多重指令控制一個任務時,可先在PLC外部将它們并聯後再接入一個輸入點;
    2.盡量利用PLC内部功能軟元件,充分調用中間狀态,使程序具有完整連貫性,易于開發。同時也減少硬件投入,降低了成本;
    3.條件允許的情況下最好獨立每一路輸出,便于控制和檢查,也保護其它輸出回路;當一個輸出點出現故障時隻會導緻相應輸出回路失控;
    4.輸出若為正/反向控制的負載,不僅要從PLC内部程序上聯鎖,并且要在PLC外部采取措施,防止負載在兩方向動作;
    5.PLC緊急停止應使用外部開關切斷,以确保安全。
    九、其他注意事項
    1.不要将交流電源線接到輸入端子上,以免燒壞PLC;接地端子應獨立接地,不與其它設備接地端串聯,接地線截面積不小于2mm2;
    2.輔助電源功率較小,隻能帶動小功率的設備(光電傳感器等);
    3.一些PLC有一定數量的占有點數(即空地址接線端子),不要将線接上;
    4.當PLC輸出電路中沒有保護時,應在外部電路中串聯使用熔斷器等保護裝置,防止負載短路造成損壞。
 
關鍵詞: PLC
 
 
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