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zshan_0318
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樓主  發表于: 2008-04-17 12:30
一、PLC控制系統組成及故障特性
    PLC控制系統由基本單元、擴展單元及外設組成(圖1),PLC控制器內總線與輸出回路之間的電路結構是這樣設置:輸入喻出鎖存器電路使用八路D觸發器電路(74273)芯片。可以連接八個分路,每個分路又單獨一個光電禍合器連接一個輸出回路,全部鎖存器芯片受控于譯碼控制單元電路。其中譯碼部分使用一塊2-4線譯碼器(74139)芯片,控制部分使用八同相三態緩沖器/線驅動器(74244)。

    系統發生故障時,其失效率與時間有一定的關系。按該系統使用時間分成早、中、晚期三個階段。早期指系統設計、工廠制造到初步投入運行階段;中期指基本達到設計指標的長期使用階段;晚期指控制系統及相關設備開關老化的階段。
    1.早期故障
    早期故障多出于系統設計,因工藝欠缺,制造失誤,元件質量和施工安裝工藝等原因造成。一個PLC系統要經過一段時間的磨合。PLC主機處理器一旦運行2~3月之后無故障,甚至已經就是過關的產品了。
    2.中期故障
    系統進入生產運行階段,其故障間隔時間(MTBF)可達10萬h。在這段時間比較多的是暴露機械設備的故障和外部電氣故障,以及由此影響PLC控制系統I/O模板,損壞現場檢測儀表。如果類似故障得以排除,控制系統就能夠很快地進入到系統設計生產能力的運行階段。其間,大多以正常維護和例行檢查為主。
    3.晚期故障
    由中期過渡到晚期可能是一個很長的時間。晚期沒有明確定義,其中一個重要的標志是損耗故障期。PLC本身故障開始上升,構成系統的某些部件開始老化,導致系統失常。如果能及時檢查和發現這些易損件,更換之,整個系統又能平安運行。
    二、PLC控制系統故障分布和分層排除
    PLC控制系統大多數故障95%在外設,僅有5%發生在PLC本身。故維修系統的注意力應該首先集中在外部設備而在5%的PLC故障中,控制器內的故障只占10%,90%發生在I/O模板中。
    故障發生時,首先定位故障發生在PLC內部還是外部(第一層);是在I/O回路還是在控制器內部(第二層);是PLC硬件故障還是軟件故障(第三層)。
    1.利用PLC輸入、輸出指示燈判斷第一層故障
    指示燈亮與否是一個有效而又直觀的檢查和發現故障的手段。
    外設故障一般發生在繼電器、接觸器;閥門、閘板;開關、限位開關、安全保護、就地和遠控轉換開關;接線盒、接線端子、螺栓螺母處;傳感器、儀表;電源、地線和信號線的噪音等等,排除比較容易。
    PLC本身故障原因一般有歸輸入模塊故障。②電源(內部)電壓不正常。但電壓不正常不一定都是電源電路有問題,有時由于內部短路,輸出自我保護。③控制器內其他電路。④控制器部分。
    2.利用上位監控系統(monitor)功能判斷第二層故障
    利用上位監控機在線監控狀態,通過梯形圖進行監控。如軟觸點顯示不同的顏色代表不同的狀態。查找輸入元件Xo,若為on表明輸入信號已送入第二層控制器,然后查找輸出元件Yo,若其狀態為on表明輸出信號已在控制器內的寄存器中形成。如果輸入輸出的某端口壞了,可以利用冗余端口,將程序稍作改動,就可以恢復正常運行。
    3.通過故障現象分析診斷PLC第三層故障
    控制器內部電路實際上是一個單片機或單片機系統。若應用程序有誤(如刪改)可以重新輸入備份程序。若不正常,可以編制一個簡單的試驗程序插入原程序之前,單獨運行。如果所有分路都有故障,則故障可能在編碼控制單元,應仔細檢查相關電路及元件,必要時替換之;如果僅僅是某一組分路都有故障,則可能是某一塊鎖存器芯片已損壞;更換之。判斷控制器內CPU是否出現故障,可以將CPU主板中銼電池取出,用短接線在CPU與電池正、負極連接處短接放電,從而用戶程序消失,然后再接好鏗電池。再通過編程器,將一個僅有一個語句的用戶軟件傳輸到CPU,這個程序僅有一個,“END”語句。斷開所有的外部I/O控制與掃描、通信等,對CPU進行冷態啟動,如果冷態啟動仍然失敗,只能說明包括CPU在內的主機箱系統的硬件需要再檢查。當冷態啟動正常時,說明主機系統沒有故障。這時可以通過編程器或上位機重新下載用戶程序,再將硬件和軟件一點點地或分片與分區地投入,去尋找故障點。
    總之,當PLC控制系統出現故障,首先定位故障點,然后借助測試工具加上邏輯推理逐層分析,最終把故障排除。
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    netbigant
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    1樓  發表于: 2008-06-12 10:57
     

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