PLC控制系统的故障处理.pdf

P L C控制 系统 的故 障处 理 口王 小平 张家 I I 职业技术学院张家 I 1 0 7 5 0 0 0 摘要 介绍了在 P L C控制的系统中故障产生的原因， 故障检测的一般方法以及故障显示， 并设计了相应的控制电路。 关键词 P L C梯形 图故 障检测 中图分类号 T M9 3 0 ． 1 文献标识码 C 文章编号 1 0 0 04 9 9 8 2 0 0 8 0 80 0 7 70 2 由 P L C组 成 的控 制 系 统 中 ， 一 般 情 况 下 ， 控 制 设 备 、 组 件 较 多 ， 逻辑 关 系 复杂 。 各 种 外 围设 备 和 组 件及 P L C在 生 产过 程 中都 可 能 产 生故 障或 误 动作 ， 这 将会 给 生产 造成 损失 。 对 各 种故 障 如何及 时 准确 地检 测 、 显 示 和报 警 ， 以便 及 时排 除故 障 ， 这 是 在设 计控 制 系统 时 必 须充 分考 虑 和引起 重 视 的 问题 。 1 故 障产 生的原因 1 ．1 PLC 故 障 浪涌 电压 、 噪声 瞬时加 到 基本 单元 内 ， 引起 程序 出 错 ； 程 序 执 行 时 间大 于 P L C规 定 时间 ， 电池 电压 跌落 ， I ／ 0 口 的 编 号 出 错 等 。 1 ． 2外 围设 备 故 障 P L C的外 围设 备 多 种 多样 ， 故 障 的产 生也 多 种 多 样 。 但 常见 的有 行程 开 关 、 接触 器 、 液 位检 测组 件 等 触 点 的损 坏 ， 控制 逻 辑 出现 了错 误等 。 这 些故 障可 用 编程 的 方 法 进 行 检 测 和 处 理 ， 这 也 是 本 文 要 讨 论 的 问题 。 2故障检 测的一般方 法 2 ． 1直 接 检 测 法 根 据 有关设 备 或检 测 组件 本身 信 号之 间相互 矛盾 或 相互 联 系 的逻 辑 关 系来检 测 判 断其 是否 已处 于故 障 状 态 。 例 如 行程 开 关 常 开 和 常 闭触 点 的状 态 ， 这 是 一 对 矛 盾 的信 息 ， 在 正 常情 况 下 ， 它们 的状 态 不 可 能相 同 ， 若 出现 了相 同状 态 ， 则 为故 障状 态 。 这 种 方法 一般 适 用 于单体 设备 。 2． 2判 断 检 测 法 根 据设 备 的故 障状 态 与控 制过 程 之 间的逻辑 关 系 来 判断 运行 是 否正 常 。 例 如 某 一送 料设 备应 在信 号发 生 一分 钟后 到达 ， 但 一 分钟 后没 有 到达 ， 这说 明它 已处 于故 障状态 。 我们 可 设计 一 个计 时器 ， 一 分钟后 计 时器 发 出 的信 号 与 检 测是 否 到达 组件 的信 号 相 比较 ， 来 判 断故 障状 态 。 这 种方 法 适 用 于 一般 较 为 复杂 的控 制 系 统 ， 如 物料 跟踪 。 2 ． 3跟 踪 检 测 法 收稿 日期 2 0 0 8 年3 月 机械制4 6卷 第5 2 8 期 把 整个 系统 的控 制过 程 分 成 若 干 个控 制 步骤 ， 根 据每 个 步骤 的连 锁条 件满 足 与否 来发 现 系统 中是 否有 故 障 存 在 。 例 如 3 台 电动 机 的起 动顺 序 应 是 1 D一 2 D一 3 D， 但 1 D还 没有 起 动 ， 2 D就 已起 动 ， 连锁 条 件 出 了故 障 。 这种 情 况需要 对 每一 步编 一 个检 测程 序 ， 并 能 自动 转 入某 一步进 行 检测 ， 因此 程序 设 计较 复杂 。 在 程序设 计 中 ， 采用何 种 检测 方 法 ， 应视 具 体情况 而定 。 往往 是三种 方 法结合 使 用 。 3 设计举例 下 面 以 P L C控 制 的加 热 炉 上料 系统 的故 障 检 测 为例加 以说 明。 3 ． 1控 制 要 求 及 流 程 图 加 热 自动 上N- 系统 的控 制要 求是 按起 动按 钮 ， 炉 门 打 开 ， 推 N- 机 前 进 ， 推 N- 机 后 退 ， 炉 门 闭 ， 完 成 一 个 送 料 过 程 。 上 述 过 程要 求 由 2台 电 动 机 和 4 个 行 程 开 关 配 合 完 成 。 一 台 电 动 机 带 动 炉 门 的 开 闭 ， 另 一 台 电 动 机 带 动 推 料 机 的前 进 与 后退 。 其 控制 流程 如 图1 所示 。 3 ． 2故 障 分 析 及 检 测 点 的 确 定 分 析控 制过 程 ， 可能 出现 的故 障 有 1 炉 门开闭不 正 常 ， 这 种 故 障可 能 是 由与其 相 关 联 的行 程 开 关或 电 动 机控 制 回路 或 电动 机本 身 的故 障造 成 的 。 2 送料 机 不 正常 ， 产 生故 障 的原 因与上 述情 况 类似 。 因此确 定对 4 个 行程 开关 和2 个 电动机 运 转情 况进 行 检测 ， 共 8 个检 测 点 。 行 程 开 关 故 障基 本 是 触 点 故 障 ， 可 用 直 接 检 测 法 ， 电动 机 的故障 可用 判断 检测 法 ， 至 于 电动机 控制 回 路故 障 如接 触器 与 电动机 本 身 故 障不 再 区分 。 当然 也 可把 接 触 器 的触 点 作 为检 测 点 ， 电动 机 本 身 的各 种 故 障作 为检测 对 象 ， 这将 使 程 序非 常 复杂 ， 若 十分需 要 也 可 进行 检测 。 但 随 着 检 测 点 的增 多 ， 占用 P L C的输 入输 出点 也要 增 多 ， 这样 会 增加 系统 的投资 成本 ， 所 以 是否增 加 此项 检测 应综 合 考虑 。 对 于复 杂 的控 制系统 ， 2 0 0 8 ／ 8 团l 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 应 把 故 障分级 ， 把那 些影 响大 的故 障作 为检 测 的重 点 。 为 了少 占用输 出点 ， 在程 序设 计 时采 用 了编码 。 故 障检 测 与 显 示 见 表 1 。 表1 故障检测与显示 故障输出 故 障检测 译码输 出 显示故障 5 0 4 5 0 5 5 0 6 C N T O 0 0 0 0 Y 0 炉 门开不到位 MR 0 0 0 0 0 1 Y 1 s T 故障 C N I l0 1 0 1 0 Y 2 推料机进故障 MR 0 0 1 0 1 1 Y 3 s T ． 故 障 C N I o 2 1 0 0 Y 4 推料机退故障 MR 0 0 2 1 0 1 Y 5 s T 故 障 C N I l0 3 1 1 0 Y 6 炉门闭不到位 MR o o 3 1 l l Y 7 S T d 故障 3 ． 3 P LC 输 入 、 输 出 点 分 配 P L C输 入 、 输 出点 的分 配如表 2 。 表2 P L C输入、 输出点的分配 P L C的输入 P L C的输 出 输入点 输出功 能 软继 电器 软继电器 起 动按钮 S B 0 0 1 5 0 0 炉门开 停 止按钮 S B 0 0 2 5 0 1 推料机进 行 程开关 S T ． 常开触点 0 0 3 5 0 2 推料机退 行 程开关 S T ． 常闭触点 0 0 4 5 0 3 炉门闭 行 程开关 s ． 常开触点 0 0 5 5 0 4 故障输 出 行程开关 S T b 常闭触点 0 0 6 5 0 5 故 障输 出 ‘ 行 程开关 S T o 常开触点 0 0 7 5 0 6 故障输 出 行程开关 s 常闭触 点 0 0 8 行程开关 S T a 常开触点 0 0 9 行程开关 S T a 常闭触点 0 1 0 3 ． 4梯 形 图 梯 形 图 按 OMRON 公 司 规 定 标 准 编 写 ， 如 图 2 所 示 。 4 故障显 示 当故 障点被 检测 出来后 ， 如 何 告知 技 术人 员 进 行 处 理 和维修 ， 最 直观 的方 法 就是显 示 或声光 报警 。 本 系 统 采 用 了 译 码 器 、 发 光 二 极 管 、 电 阻 等 组 成 显 示 电 路 其 连 接如 图3 。 发光 二极 管 排列 成汉 字 以显示故 障点 的故 障内容 ， 非 常直 观 ， 同时运 行故 障程 序使 用蜂 鸣器 报警 。 5 结束语 本 系统 在 某 啤酒 厂 试 运行 收到 了预期 的效果 ， 在 生产 中查验 故 障都 比较 准确 ， 得 到 了使 用者 一致好 评 。 参 考 文 献 1 陈春雨， 李景学． 可编过程控制器应用软件设计方法与技巧 回 2 0 0 8 ／ 8 [ M] ． 北京 电子工业出版社， 2 0 0 3 ． 2 王兆义． 小型可编过程控制器实用技术[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． 3 钟福金 ， 吴晓梅． 可编过程控制器[ M] ． 南京 东南大学出版 社 ， 2 0 0 3 ． 4 宋 德玉 ． 可编过程控制器原理及应用系统设计技术 f M] ． 北 京 冶金工业出版社， 2 0 0 0 ． △ 编 辑 禾 禾 机械制造4 6 卷 第5 2 8 期 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m