zshan_0318
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楼主  发表于: 2008-04-17 12:30
一、PLC控制系统组成及故障特性
    PLC控制系统由基本单元、扩展单元及外设组成(图1),PLC控制器内总线与输出回路之间的电路结构是这样设置:输入喻出锁存器电路使用八路D触发器电路(74273)芯片。可以连接八个分路,每个分路又单独一个光电祸合器连接一个输出回路,全部锁存器芯片受控于译码控制单元电路。其中译码部分使用一块2-4线译码器(74139)芯片,控制部分使用八同相三态缓冲器/线驱动器(74244)。

    系统发生故障时,其失效率与时间有一定的关系。按该系统使用时间分成早、中、晚期三个阶段。早期指系统设计、工厂制造到初步投入运行阶段;中期指基本达到设计指标的长期使用阶段;晚期指控制系统及相关设备开关老化的阶段。
    1.早期故障
    早期故障多出于系统设计,因工艺欠缺,制造失误,元件质量和施工安装工艺等原因造成。一个PLC系统要经过一段时间的磨合。PLC主机处理器一旦运行2~3月之后无故障,甚至已经就是过关的产品了。
    2.中期故障
    系统进入生产运行阶段,其故障间隔时间(MTBF)可达10万h。在这段时间比较多的是暴露机械设备的故障和外部电气故障,以及由此影响PLC控制系统I/O模板,损坏现场检测仪表。如果类似故障得以排除,控制系统就能够很快地进入到系统设计生产能力的运行阶段。其间,大多以正常维护和例行检查为主。
    3.晚期故障
    由中期过渡到晚期可能是一个很长的时间。晚期没有明确定义,其中一个重要的标志是损耗故障期。PLC本身故障开始上升,构成系统的某些部件开始老化,导致系统失常。如果能及时检查和发现这些易损件,更换之,整个系统又能平安运行。
    二、PLC控制系统故障分布和分层排除
    PLC控制系统大多数故障95%在外设,仅有5%发生在PLC本身。故维修系统的注意力应该首先集中在外部设备而在5%的PLC故障中,控制器内的故障只占10%,90%发生在I/O模板中。
    故障发生时,首先定位故障发生在PLC内部还是外部(第一层);是在I/O回路还是在控制器内部(第二层);是PLC硬件故障还是软件故障(第三层)。
    1.利用PLC输入、输出指示灯判断第一层故障
    指示灯亮与否是一个有效而又直观的检查和发现故障的手段。
    外设故障一般发生在继电器、接触器;阀门、闸板;开关、限位开关、安全保护、就地和远控转换开关;接线盒、接线端子、螺栓螺母处;传感器、仪表;电源、地线和信号线的噪音等等,排除比较容易。
    PLC本身故障原因一般有归输入模块故障。②电源(内部)电压不正常。但电压不正常不一定都是电源电路有问题,有时由于内部短路,输出自我保护。③控制器内其他电路。④控制器部分。
    2.利用上位监控系统(monitor)功能判断第二层故障
    利用上位监控机在线监控状态,通过梯形图进行监控。如软触点显示不同的颜色代表不同的状态。查找输入元件Xo,若为on表明输入信号已送入第二层控制器,然后查找输出元件Yo,若其状态为on表明输出信号已在控制器内的寄存器中形成。如果输入输出的某端口坏了,可以利用冗余端口,将程序稍作改动,就可以恢复正常运行。
    3.通过故障现象分析诊断PLC第三层故障
    控制器内部电路实际上是一个单片机或单片机系统。若应用程序有误(如删改)可以重新输入备份程序。若不正常,可以编制一个简单的试验程序插入原程序之前,单独运行。如果所有分路都有故障,则故障可能在编码控制单元,应仔细检查相关电路及元件,必要时替换之;如果仅仅是某一组分路都有故障,则可能是某一块锁存器芯片已损坏;更换之。判断控制器内CPU是否出现故障,可以将CPU主板中锉电池取出,用短接线在CPU与电池正、负极连接处短接放电,从而用户程序消失,然后再接好铿电池。再通过编程器,将一个仅有一个语句的用户软件传输到CPU,这个程序仅有一个,“END”语句。断开所有的外部I/O控制与扫描、通信等,对CPU进行冷态启动,如果冷态启动仍然失败,只能说明包括CPU在内的主机箱系统的硬件需要再检查。当冷态启动正常时,说明主机系统没有故障。这时可以通过编程器或上位机重新下载用户程序,再将硬件和软件一点点地或分片与分区地投入,去寻找故障点。
    总之,当PLC控制系统出现故障,首先定位故障点,然后借助测试工具加上逻辑推理逐层分析,最终把故障排除。
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    bb963852
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    1楼  发表于: 2008-09-28 16:26
    谢谢楼主分享啦