(可编程控制器)技术已广泛应用于各控制领域.doc

概述
PLC (可编程控制器)技术已广泛应用于各控制领域,尤其是在工业生产过程控制中,它具有其它控制器无可比拟的优点,可靠性高、抗干扰能力强,在恶劣的生产环境里,仍然可以十分正常地工作。作为PLC本身,它的故障发生率非常低,但对以PLC为核心的PLC控制系统而言,组成系统的其他外部元器件(如传感器和执行器)、外部输入信号和软件本身,都很可能发生故障,从而使整个系统发生故障,有时还会烧坏PLC,使整个系统瘫痪,造成极大的经济损失,甚至危及人的生命安全。所以技术人员必须熟悉PLC 技术,并能够熟练地诊断和排除PLC在运行中的故障。PLC控制系统故障诊断技术的基本原理是利用PLC的逻辑或运算功能,把连续获得的被控过程的各种状态不断地与所存储的理想(或正确),并检查差异是否在所允许的范围内(包括时间范围和数值范围)。若差异超出了该范围,则按事先设定的方式对该差异进行译码,最后以简单的、或较完善的方式给出故障信息报警。故障诊断的功能包括故障的检测和判断及故障的信息输出。常见的PLC控制系统中,其故障的情况是多种多样的。
PLC控制系统的一般结构和故障类型
    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PLC的I/O模板是否有故障:最后检查PLC的CPU是否有故障。
■在检查PLC本身故障时,可参考PLC的CPU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