PLC故障查询策略.doc

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本文列举了PLC故障查找的方法，并列出常规输入、输出单元故障处理策略。

   PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。

   一、PLC故障查找流程图

   1、总体检查

   根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图1所示。

图1

   2、电源故障检查

   电源灯不亮需对供电系统进行检查，检查流程图如图2所示。

图2

   3、运行故障检查

   电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行，检查流程图如图3所示。

图3

   4、输入输出故障检查

   输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险管等元件状态有关。

检查流程图如图4、图5所示。

图4

图5

   5、外部环境的检查

   影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪音与粉尘，以及腐蚀性酸碱等。

本文介绍了利用PC-Link网络实现多层电梯的PLC控制。

通过实际测试，电梯运行稳定可靠。

利用通信网络实现电梯的PLC控制，对于其他系统同样具有借鉴作用。

   由于PLC具有体积小、价格低、功能强、运行稳定可靠等特点，且集电控、电仪、电传于一体，所以在工业控制的各个领域得到了广泛的应用。

对于要求I/O点数较多，且控制点比较分散的控制系统，可以通过PLC网络实现控制要求。

本文介绍利用松下FPΣ构成PC-Link网络实现六层电梯的PLC控制。

   一、电梯控制系统

   电梯主要由轿厢系统、电力拖动系统、电气控制系统等组成。

电力拖动系统通过曳引电机实现电梯轿厢的上下移动。

电气控制系统实现电梯的自动运行。

   电梯控制要求如下：

开始时电梯处于任意一层。

当有外呼梯信号时，轿厢应该响应呼梯信号，到达该楼层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。

当有内呼梯信号时，轿厢响应该呼梯信号，到达该层时轿厢停止运行，轿厢门打开，无人操作时延时一定时间后自动关门。

电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方无其他内、外呼梯信号外呼梯响应功能。

电梯未平层即运行时，开门按钮和关门按钮均不起作用。

平层且电梯轿厢响应停止后，按开门按钮轿厢门打开，按关门按钮轿厢门关闭。

   六层电梯控制系统的硬件是由松下最新PLC产品FPΣ（2台）、三相异步电动机、变频器、旋转编码器、内选信号控制器、轿厢内部控制器、外呼装置等组成。

2台PLC之间通过PC-Link网络实现数据共享，其控制系统结构如图1所示。

图1网络的构成及通信原理

   二、PC-Link网络的构成及通信原理

   PC-Link网络是松下电工FPΣ系列PLC网络的子网，为工业局域网，其网络体结构是3层结构（如图2），其中物理层和数据链路层面向通信，应用层面向用户，向用户提供服务。

应用层协议以其专用通信协议MEWTOCOL为基础。

图2PC-Link网络结构

   其通信原理是串行通信中的共享存储器通信，它在网上的各站通信单元内都划出一块存储器，这些存储器在各站均占据相同的地址编号空间。

把这样的存储区都构造成信箱。

如果网上有n个站，则每个信箱都分为n格，其中1个格作为自己的发送信箱，其他（n-1）格作为（n-1）个接收分箱，与其他（n-1）个站一一对应。

如果PC-Link的物理层和数据链路层提供的网络通信能够把每个站发送分箱的数据复制到其他（n-1）个站与其对应的接收分箱中去，则每个站只要访问自己的通信单元中的信箱就可以获得全网的通信数据。

显然该信箱成为全网共享的存储器。

   通过使用链接继电器和链接寄存器，能实现PLC之间的数据共享。

在PC-Link网络中，打开网络中一台PLC上的链接继电器，也就打开了在同一网络上其他PLC上相同的链接继电器；如果一个PLC的链接寄存器的内容被改变，那么，同一网络上其他PLC上相同的寄存器的内容也相应被修改。

   三、PC-Link的连接

图3FPΣ通信插卡1通道RS485端口布局

   四、PC-Link的设置

   为了能够实现2个PLC之间正常通信，需进行必要的参数设置。

   1.站号和通信模式的设定

   站号设置一方面可以利用FPΣ的站号设置开关进行设置，另一方面可以利用FPWINGR编程工具使用系统寄存器设置。

但首先站号设置开关设定为0，以便系统寄存器为有效状态。

   当利用FPWINGR编程工具设置时，进入FPWINGR系统，打开本站的PLC程序。

点击系统菜单“设置”的子菜单选项“PLC系统设置”，出现COM1口设置的对话框，对站号进行设置，在通信类型栏目中选择PC-Link，如果当前这台PLC设为1号站，则另一台设为2号站，整个网络站号不能重复。

表1和表2为各站的设置情况。

表1FPΣ1号单元设定

表2FPΣ2号单元设定

   2.通信格式和波特率的设定

   使用PC-Link，通信格式固定为：

数据长度8位，奇偶校验奇校验，停止位1位；波特率固定为：

115200b/s。

   3.链接继电器和链接寄存器的区域分配

   为实现PLC之间的数据共享，使用了专用的内部继电器“链接继电器（L）”和数据寄存器“链接寄存器（LD）”。

当使用链接继电器时，如果一个PLC中的某个链接继电器为ON状态，那么连接于网络上的其他PLC相应链接继电器也为ON状态。

对于链接寄存器，如果一台PLC的链接寄存器的内容被重新写入，那么处于网络中的其他PLC的链接寄存器的内容也改变了。

   在本PC-Link网络中，链接继电器的区域分配为：

1号站的系统寄存器设定No.40为6，No.42为0，No.43为3，No.47为2；2号站的系统寄存器设定No.40为6，No.42为3，No.43为3，No.47为2。

   在本控制系统中，由于站1和站2之间主要传递控制量，不需两站之间的数据量的传递，因此也不需分配链接寄存器区域，即链接寄存器采用默认设置。

   通过以上设置，将各站的控制程序分别下载到1号PLC和2号PLC中，然后将2台PLC设置成运行模式，则电梯在2台PLC构成的PC-Link网络控制下自动运行。

通过实际测试，电梯根据外呼和内呼信号能够正确响应，运行稳定可靠。

   电梯的PLC控制，证明通信网络可以满足要求I/O点数较多且控制点比较分散的系统的控制要求，且PC-Link的建立比较简单。

通过本系统的实现可为其他系统的PLC控制提供借鉴作用。

    参考文献

   [1]常斗南.可编程控制器[M].北京:

机械工业出版社,2002.

   [2]邱公伟.可编程控制器网络通信及应用[M].北京:

清华大学出版社,2001.

   [3]郭宗仁,吴亦锋,郭永.可编程控制器网络通信及应用[M].北京:

人民邮电出版社,2001.

本文介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程中，要保证正常运行应该注意的一系列问题，并给出一些合理的建议。

   一、简述

   多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。

今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。

   二、PLC的应用领域

   目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

   1．开关量逻辑控制

   取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

   2．工业过程控制

   在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。

PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。

过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

   3．运动控制

   PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。

一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

   4．数据处理

   PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。

数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

   5．通信及联网

   PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。

随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

   三、PLC的应用特点

   1．可靠性高，抗干扰能力强

   高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统将极高的可靠性。

   2．配套齐全，功能完善，适用性强

   PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

   3．易学易用，深受工程技术人员欢迎

   PLC是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

   4．系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造

   PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。

这特别适合多品种、小批量的生产场合。

   四、PLC应用中需要注意的问题

   PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。

然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证PLC的正常运行，要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。

因此在使用中应注意以下问题：

   1．工作环境

（1）温度 PLC要求环境温度在0~55