【正文】 系 統(tǒng)故障分析及處理 1 .PLC 主機(jī)系統(tǒng) PLC 主機(jī)系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作、散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可避。 PLC 系統(tǒng)包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱、 I／ O 模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備。 (1)使用起保停電路的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 (2)以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 (3)使用 SCR 指令的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 (4)具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 本論文所選用的設(shè)計(jì)方法是：以轉(zhuǎn) 換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 共 38 頁(yè) 第 25 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 26 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 27 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 28 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 29 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 30 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 共 38 頁(yè) 第 31 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 5 章 系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 為了延長(zhǎng) PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有較明白的估計(jì)，也就是說(shuō)，要知道整個(gè)系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對(duì) PLC 過(guò)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)有所幫助 。 另外，在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)輸入繼電器的觸 點(diǎn)狀態(tài)最好按輸入設(shè)備全部為常開進(jìn)行設(shè)計(jì)更為合適，不易出錯(cuò)。在有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將并聯(lián)觸點(diǎn)多的回路放在左方。 (5)對(duì)于不可編程梯形圖必須 經(jīng)過(guò)等效變換，變成可編程梯形圖。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出”。 (3)觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與右母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。我們可以很容易得到這個(gè)控制系統(tǒng)的程序流程圖 如圖 圖 系統(tǒng)的程序流程圖 共 38 頁(yè) 第 24 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 梯形圖 。當(dāng)液面下降到 SL3 時(shí)， L3 由接通變?yōu)閿嚅_，再過(guò) 2 秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。當(dāng)混合液體在 6 秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)工作 6 秒后停止攪動(dòng)；當(dāng)混合液體加熱 6 秒后還沒有達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當(dāng)混合液達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)停止工作。液面到達(dá)SL1 時(shí)，關(guān)閉液體 C 閥門。當(dāng)液面到達(dá) SL3 時(shí)， L3 接通，關(guān)閉液體 A 閥門，打開液體 B 閥門。首先液體 A、B、 C 閥門關(guān)閉，混合液閥門打開 10 秒將容器放空后關(guān)閉。 “啟動(dòng)”開關(guān)，在當(dāng)前的混合液處理完畢后，停止操作。 ，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。 、加熱器開始加熱。液面到達(dá) SL2 時(shí)，關(guān)閉液體 B 閥門，打開液體 C閥門。然后液體 A閥門打開，液體 A流入容器。 “ 啟動(dòng)”開關(guān)， 裝置投入運(yùn)行時(shí)。它的作用是將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為 PLC 能夠接收和處理的信號(hào)，將 CPU 送來(lái)的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備所需要的強(qiáng)電信號(hào)。通常 I/O 模塊上還有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。 PLC 的對(duì)外功能主要是通過(guò)各種 I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。 PLC 常用的存儲(chǔ)器類型有 RAM、 EPROM、 EEPROM等。 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 PLC 中的 CPU 也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，主要有運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 共 38 頁(yè) 第 19 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ PLC 的一般結(jié)構(gòu)如圖 所示，由圖可見主要有 6 個(gè)部分組成，包括CPU(中央處理器 )、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、 I/O 擴(kuò)展接口。網(wǎng)上課堂提供大量的學(xué)習(xí)資 料。 在西門子公司的網(wǎng)站可以下載 S7200 的軟件和手冊(cè)， S7200 有專用的子網(wǎng)站。 S7200CN 只限于在中國(guó)銷售和使用，與 STEP7Micro/WIN SP3 及以上版本配合使用，語(yǔ)言應(yīng)設(shè)置為“中文”。此外西門子還有多款與 S7200 配套的觸摸屏。用戶可以用鍵盤設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)文本顯示器的面板。有內(nèi)置的客戶機(jī)測(cè)試功能。編程軟件提供多種與通 信有關(guān)的向?qū)А? 通過(guò)不同的通信模塊， S7200 可以連接到以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總 PROFIBUSDP、ASi，可以使用 TCP/IP 和 S7 協(xié)議。 功能 S7200 的 CPU 模塊有一個(gè)或兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 接口，可用于編程和通信，不需要增加硬件就可以與別的 S7200、 S7300/400PLC、變頻器和計(jì)算機(jī)通信。 PID 控制 、網(wǎng)絡(luò)通信、高速輸入 /輸出、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用是 PLC 程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對(duì)它們編程即繁瑣又容易出錯(cuò)。 S7200 有 4 種加密級(jí)別，此外還可以對(duì)單獨(dú)的程序塊和項(xiàng)目文件加密。用系統(tǒng)塊設(shè)置參數(shù)方便直觀。 STEP7Micro/WIN 的監(jiān)控功能形象直觀，使用方便。 ，使用方便的編程軟件 編程軟件 STEP7Micro/WIN 可以使用包括中文在內(nèi)的多種語(yǔ)言，有梯形圖，語(yǔ)句表和功能塊圖編程語(yǔ)言，和 SIMATIC、 IEC611313 兩種編程模式。子程序用輸入，輸出變量作軟件接口，便于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程。 S7200 的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，在編程軟件中，主程序，子程序和中斷程序分頁(yè)存放。 （ 7）稱重模塊 SIWAREX MS 可以用于電子秤、料斗稱、臺(tái)秤、吊車稱，或監(jiān)測(cè)輸送帶張力、測(cè)量工業(yè)貨梯或軋制生產(chǎn)線的負(fù)荷。 （ 5） S7200 的 CPU 模塊集成了很強(qiáng)的位置控制功能，此外還有位置控制模塊 EM253 使用位置控制向?qū)Э梢苑奖愕貙?shí)現(xiàn)位置控制的編程。 CPU 224XP 集成有 2 路模擬量輸入， 1 路模擬量輸出。 CPU 224XP 的高速計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為 200kHz，告訴輸出的最高頻率為 100kHz。之所以選 擇這種 PLC，主要考慮西門子系列 PLC 有以下特點(diǎn)： 共 38 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1） S7200 有 5 種 CPU 模塊，最多可以擴(kuò)展 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到 248點(diǎn)數(shù)字量 I/O 或 38 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)字存儲(chǔ)空間。 在本控制系統(tǒng)中，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式PLC。因此，將可編程控制器應(yīng)用于多種液體混合灌裝機(jī)，完全能滿足控制要求。采用可編程控制器較好地解決了這一問題，可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的邏輯控制。 接觸器 選用 CJ2010/CJ2016 型接觸器 其中“ C”表示接觸器，“ J”表示交流， 20 為設(shè)計(jì)編號(hào)， 10/16 為主觸頭額定電流 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）操作頻率 為 1200/h （ 2）機(jī)電壽命為 1000 萬(wàn)次 （ 3）主觸頭額定電流為 10/16（ A） （ 4）額定電壓為 380/220（ A） （ 5）功率為 熱繼電器的選擇 選用 JR16B60/3D 型熱繼電器 其中“ J”表示繼電器，“ D”帶斷相保護(hù) 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）額定電流為 20（ A） （ 2）熱元件額定電流為 32/45（ A） PLC 的選擇 傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器 — 接觸器控制。 共 38 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3）使用電壓： AC： 220 V50Hz/60Hz DC： 24V。 AVF40 型電磁閥 其中“ A”表示可調(diào)節(jié)流量，“ V”表示電磁閥 ，“ F”表示防腐蝕， 40 為口徑 (mm) 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如