维护保养PLC控制系统的方法

一、PLC控制系统检查与维护
1.定期检查控制系统
PLC是一种工业控制设备,尽管在可靠性方面采取了许多措施,但工作环境对PLC影响还是很大的。所以,通常每个半年时间应对PLC做定期检查。如果PLC的工作条件不符合表1规定的标准,就要做一些应急处理,以便使PLC工作在滚规定的标准环境。
2.PLC控制系统的日常维护
PLC除了锂电池和继电器输出触点外,基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器(RAM),计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护,锂电池的寿命大约5年,当锂电池的电压逐渐降低达一定程度时,PLC基本单元上电池电压跌落指示灯亮。提示用户注意,有锂电池所支持的程序还可保留一周左右,必须更换电池,这是日常维护的主要内容。
调换锂电池步骤:
① 在拆装前,应先让PLC通电15S以上(这样可使作为存储器备用电源的电容器充电,在锂电池断开后,该电容可队PLC做短暂供电,以保护RAM中的信息不丢失);
② 断开PLC的交流电源
③ 打开基本单元的电池盖板
④ 取下旧电池,装上新电池
⑤ 盖上电池盖板
更换电池时间要尽量短,一般不允许超过3min。如果时间过长,RAM中的程序将消失。
二、故障查找
PLC有很强的自诊断能力,当PLC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诊断。
下面以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异,介绍plc的维护、诊断、更换的方法。
维护概述
一般各型PLC(以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异)均设计成长期不间断的工作制。但是,偶然有的地方也需要对动作进行修改,迅速找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在PLC以外的动作需要许多时间。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态,当您去查找PLC为核心的控制系统的故障时,作为一个习惯,您应带一个编程器或笔记本。
基本的查找故障顺序
提出下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成。 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具,不需要示波器,高级精密电压表或特殊的测试程序。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的框架, 测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝, 如必要的话,就更换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。

5、在多框架系统中,如果CPU是工作的,可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态),按上面讲的第一步检查AC或DC电源如AC 或DC电源正常而继电器是断开的,则需要更换框架。
三、一般查找故障步骤
其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤,实际上只是较普通的,对于您遇到的特定的应用问题,尚修改或调整。查找故障的最好工具就是您的感觉和经验。首先,插上编程器,并将开关打到RUN位置,然后按下列步骤进行。
1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方,一般是处于中间状态,则查找引起下一步操作发生的信号(输入,定时器,线川,鼓轮控制器等)。 编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。
2、如果输入信号,将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较,结果不一致,则更换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要更换, 那么,在您更换模块之前,应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。
3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致,就要比较一下发光二极管与输入装置(按钮、限位开关等)的状态。入二者不同,测量一下输入 模块,如发现有问题,需要更换I/O装置,现场接线或电源;否则,要更换输入模块。
5、如信号是线川,没有输出或输出与线川的状态不同,就得用编程器检查输出的驱动逻辑,并检查程序清单。检查应按从有到左进行, 找出第一个不接通的触点,如没有通的那个是输入,就按第二和第三步检查该输入点,如是线川,就按第四步和第五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。
6、如果信号是定时器,而且停在小于999.9的非零值上,则要更换CPU模块。
7、如果该信号控制一个计数器,首先检查控制复位的逻辑,然后是计数器信号。按上述2到5部进行。

四、组件更换系统的步骤
一、更换框架
1、切断AC电源 ;如装有编程器,拔掉编程器 。
2、从框架右端的接线端板上,拔下塑料盖板,拆去电源接线。
3、拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话,不要搞乱IU/O的接线,并记下每个模块在框架中的位置,以便重新插上时不至于搞错。
4、如果CPU框架,拔除CPU组件和填充模块。将它放在安全的地方,以便以后重新安装。
5、卸去底部的二个固定框架的螺丝,松开上部二个螺丝,但不用拆掉。
6、将框架向上推移一下,然后把框架向下拉出来放在旁边。
7、将新的框架 从顶部螺丝上套进去,
8、装上底部螺丝,将四个螺丝都拧紧。
9、插入I/O模块,注意位置要与拆下时一致。
如果模块插错位置,将会引起控制系统危险的或错误的操作,但不会损坏模块。
10、插入卸下的CPU和填充模块。
11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线,再盖上电源接线端的塑料盖。
12、检查一下电源接线是否正确,然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作,确保所有的I/O模块位置正确,程序没有变化。
二、CPU模块的更换
1、切断电源,如插有编程器的话,把编程器拔掉。
2、向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣,使它们脱出卡口。
3、把模快从槽中垂直拔出。
4、如果CPU上装着EPROM存储器,把EPROM拔下,装在新的CPU上。
5、首先将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。
6、轻微的晃动CPU模块,使CPU模块对准顶部导槽。
7、把CPU模块插进框架,直到二个弹性锁扣扣进卡口。
8、重新插上编程器,并通电。
9、在对系统编程初始化后,把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。
三、I/O模块的更换
1、切断框架和I/O系统的电源。
2、卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。
3、拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座,这要视模块的类型而定。给每根线贴上标签或记下安装连线的标记,以便于将来重新连接。
4、向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣,使它们脱出卡口。
5、垂直向上拔出I/O模块。

分析PLC控制系统的故障以及处理方法

为了便于PLC控制系统故障的及时解决,首先要区分故障是全局还是局部的,如上位机显示多处控制元件工作不正常,提示很多报警信息,那么可以初步判定为全局故障,这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果没有只有很少的报警信息,那么可能是局部性故障可从以下几方面进行分析。
1.根据上位机的报警信息查找故障
PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能,当控制系统发生故障时立即给出报警信息,可以迅速、准确地查明原因并确定故障部位,具有事半功倍的效果,是维修人员排除故障的基本手段和方法。
2.根据动作顺序诊断故障
对于自动控制,其动作都是按照一定的顺序来完成的,通过观察控制系统的运动过程,比较故障和正常时的情况,即可发现疑点,诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启,如果管路不通水泵是不能启动的。
3.根据PLC输入输出口状态诊断故障
在PLC控制系统中,输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的,因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来,这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障,可不必查看程序和有关电路图,通过查询PLC的I/O接口状态,即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。
4.通过PLC程序诊断故障
PLC控制系统出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因;有些虽然在屏幕上有报警信息,但并没有直接反映出报警的原因;还有些故障不产生报警信息,只是有些动作不执行。遇到后两种情况,跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息,监视相关输人、输出及标志位的状态,跟踪程序的运行,而复杂的故障必须使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作,检查发现对应的PLC输出端口为0,于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制,水温不够PLC就没有输出,把水温升高后故障排除。
当然,上述方法只是给出了故障解决的切入点,产生故障的原因很多,所以单纯依靠某种方法是不能实现故障检测的,需要多种方法结合,配合电路、机械等部分综合分析。

详细解释PLC控制系统

        简单介绍一下PLC,了解 PLC 的产生和发展电气电路PLC――可编程序控制器,它的应用是建立在电气控制系统上的,也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。

       这是一个电机启动/停止的控制回路:电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式,接触器KM是电机电源输送的执行器件;当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时,KM线圈导通将电机供电回路接通,使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的;那么自动时,根据限位(在这里是HL高液位启动电机,LL低液位停止电机)延时后对电机控制操作。对于这样一个简单的电气控制回路,如果再增加一些功能,比如在关键的应用场所,要保证电机的长期运行,考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况,要停止电机运行,那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线,电器元件,等等因此增加很多。

       如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话,不但电气回路复杂,占用电柜体积,电控箱数量也相当可观;更重要的是,要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代,产生了新型的,运用微电子和计算机技术,可以实现复杂的电气控制回路的装置,其简单易懂,操作方便,可靠性高,通用灵活,体积小,使用寿命长等一系列优点,被称为可编程序控制器――PLC。PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路,而且在与设备的接口上连接简便,控制装置体积成倍缩小。

        可编程控制器是一个数字式的电子装置,是一台计算机,专为工业环境应用而设计制造的计算机,不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其硬件需根据实际需要进行选用配置,其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图,非常人性化,元器件符号就象电气部件表示一样,编程就象连线一样将电气电路连到控制器中,很容易理解和掌握,以及制作。那么它是如何替代继电器控制装置的呢?

        上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分:输入设备:按钮,选择开关,传感器触点信号;输出设备(执行器件):接触器,电磁阀,指示灯;逻辑控制电路,不直接与外部连接的电气电路;还有就是控制电源。那么在这个电路里:SW,SB1,SB2;FR,HL,LL是输入元件;接触器KM是执行元件;接触器的辅助触点,继电器触点,以及时间继电器中间继电器,连成了控制逻辑电路。如果要改变控制功能:对于继电器控制回路来说,要改变控制电路和实际接线;而用PLC控制,外部接线不变,改变用户程序就可以了;特别是复杂的控制逻辑,继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里,并向PLC提供控制电源,再通过编程软件编制出相关的控制逻辑,PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序,与电气连线所形成的控制功能很相似。

        比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号,它通过输入端子电气连接到PLC里,PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态(在输入回路中),编译到PLC 中,当操作者将选择开关置于[手动],在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非,或者说是自动方式断开形式;同样当执行条件满足时,程序能流流通,就象电气线路中电气回路接通一样,[电机]就接通,与此输出端点连接的接触器线圈导通,使触点闭合,电机带电运行;接通表示=1,断开表示=0。

        通过这样一些规则的程序,加上PLC内部的各种功能,很容易的就能实现电气的各种控制需求。PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的,但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求,程序有几种表示方式,常用的是梯形图方式,适合用继电器线路熟悉的人员使用;指令语句表,用助记符方来表达PLC的各种控制功能,类似计算机的汇编语言,但通俗易懂。

         由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的,程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑,可以用计算机的一些功能,作出复杂的控制系统。正是这个特点,PLC才得到了广泛的应用;相比之下,电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的,甚至是达不到的。