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PLC的常规维护及故障排除的方法

1、常规检查与维护

2、外部故障的排除方法

1）总体检查

2）电源故障检查

3）运行故障检查

4）输入输出故障检查

5）外围环境的检查

6）故障的处理

3、内部错误的故障诊断

1）故障诊断的基本方法

2）利用CPU诊断缓冲区进行详细故障诊断

3）错误处理组织块

基本组成可归为四大部件： 中央处理单元（CPU板）——控制器的核心

                         输入部件 （I/O部件）——连接现场设备与CPU之间

                         输出部件                的接口电路

                         电源部件——为PLC内部电路提供能源

整体结构的PLC——四部分装在同一机壳内

模块式结构的PLC——各部件独立封装，称为模块，通过机架和总线连接而成

I/O的能力可按用户的需要进行扩展和组合

另外，还必须有编程器——将用户程序写进规定的存储器内

    PLC的基本组成框图：

电器控制线路中常用的电压型保护环节

失压保护

失压保护:防止电源电压消失后，电压恢复时电动机自起动的保护

自起动的危害:

1)造成人身事故、设备事故。

2)多台电动机自起动造成电网不允许的过电流及电压降。

失压保护装置:按钮和接触器(自锁)

2、欠电压保护

欠电压保护:电源电压降低到(0. 6一0. 8U_N)时，切断电源。

欠电压保护:防止电网电压的降低使电器释放，造成电路不正常而进行的保护。

欠压保护装置:按钮和接触器(自锁)、电压继电器。

电压继电器的吸合电压整定:0.8一0.85U_RT

电压继电器的释放电压整定:0.5一0.7U_RT.

3、过电压保护

过电压保护: 为感性负载提供放电回路

                           过电压继电器

影响电器控制线路的温升因素主要有:电流大小、散热条件、通电时间

1、短路保护(几倍到几十倍的额定电流)

危害: 高温绝缘损坏、强大的电动应力产生机械性损坏。

保护特性: 可靠、瞬动断开电源。

注意:短路保护不应受起动电流的影响而动作。

短路保护装置:熔断器、自动开关

说明:1)、自动开关把测量元件和执行元件装在一起，直接切断电源。

      2)熔断器的熔体本身就是测量和执行元件，直接切断电源。

2、过电流保护(不超过2. 5倍的额定值 )

保护特性:瞬动断开电源。

过载保护装置:过电流继电器

说明:过电流继电器的过电流保护通过接触器(执行元件)完成，为了能切断过电流，接触器的触点容量需加大。

3、过载保护(通常1. 5倍的额定值以内)

  保护特性:反时限特性。

  过载保护装置:热继电器

说明:热继电器动作后不能马上复位。

热敏电阻作为测量元件的热继电器，嵌在电机的绕组或发热元件中，以便更准确地测量温升的部位。当被测部件达到指定的温度时，切断电路进行保护。

4、欠电流保护(一般在直流电路中)

  保护特性:瞬动断开电源。

  欠电流保护装置:欠电流继电器

5、断相保护(三角形接法)

  保护特性:反时限特性。

  断相保护装置:带断相保护的热继电器

逻辑设计法实现基于PLC的交通灯控制系统举例

逻辑设计法是以布尔代数为理论基础，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件（如行程开关、传感器等）状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。

下面将介绍一个交通信号灯的控制电路。

【例】用PLC构成交通灯控制系统。

（1）控制要求：如图1所示，起动后，南北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2s后灭东西红灯亮。与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。1s后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。

 

图1  交通灯控制示意图

 

（2）I/O分配

 

输入                        输出

起动按钮：I0.0            南北红灯：Q0.0     东西红灯：Q0.3

      南北黄灯：Q0.1     东西黄灯：Q0.4

      南北绿灯：Q0.2     东西绿灯：Q0.5

                南北车灯：Q0.6     东西车灯：Q0.7

（3）程序设计

   根据控制要求首先画出十字路口交通信号灯的时序图，如图2所示。

 

       

图2   十字路口交通信号灯的时序图

   根据十字路口交通信号灯的时序图，用基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图如图3所示。分析如下：

   首先，找出南北方向和东西方向灯的关系：南北红灯亮（灭）的时间=东西红灯灭（亮）的时间，南北红灯亮25S（T37计时）后，东西红灯亮30S（T41计时）后。

   其次，找出东西方向的灯的关系：东西红灯亮30S后灭（T41复位）→东西绿灯平光亮20S（T43计时）后→东西绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→东西黄灯亮2S（T42计时）。

   再其次，找出南北向灯的关系：南北红灯亮25S（T37计时）后灭→南北绿灯平光25S（T38计时）后→南北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→南北黄灯亮2S（T40计时）。

   **后找出车灯的时序关系：东西车灯是在南北红灯亮后开始延时（T49计时）1S后，东西车灯亮，直至东西绿灯闪光灭（T44延时到）；南北车灯是在东西红灯亮后开始延时（T50计时）1S后，南北车灯亮，直至南北绿灯闪光灭（T39延时到）。

  根据上述分析列出各灯的输出控制表达式：

东西红灯：Q0.3=T37                     南北红灯Q0.0=M0.0·T3

东西绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59     南北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59

东西黄灯：Q0.4=T44·T42                  南北黄灯Q0.1=T39·T40

    东西车灯：Q0.7=T49·T44                  南北车灯Q0.6=T50·T39

                                           

                                                

                           

                                  

                       

        

 图3 基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图

西门子PLC S7-200的程序结构

S7-200的程序有三种：主程序、子程序、中断程序。

主程序只有一个，名称为OB1。

子程序可以达到64个，名称分别为SBR0~SBR63。子程序可以由子程序或中断程序调用。

中断程序可以达到128个，名称分别为INT0~INT127。中断方式有输入中断、定时中断、高速计数中断、通信中断等中断事件引发，当CPU响应中断时，可以执行中断程序。

由这三种程序可以组成线性程序和分块程序两种结构。

一、线性程序结构

_线性程序是指一个工程的全部控制任务都按照工程控制的顺序写在一个程序中，比如写在OB1中。程序执行过程中，CPU不断地扫描OB1，按照事先准备好的顺序去执行工作，如图：

显然，线性程序结构简单，一目了然。但是，当控制工程大到一定程序之后，仅仅采用线性程序就会使整个程序变得庞大而难于编制、难于调试了。

二、分块程序结构

分块程序是指一个工程的全部控制任务被分成多个小的任务块，每个任务块的控制任务根据具体情况分别放到子程序中，或者放到中断程序中。程序执行过程中，CPU不断地调用这些子程序或者被中断程序中断，

分块程序虽然结构复杂一些，但是可以把一个复杂的过程分解成多个简单的过程。对于具体的程序块容易编写，容易调试。从总体上看，分块程序的优势是十分明显的。

 

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