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PLC和PLC周邊設(shè)備和環(huán)境故障診斷方法

2025China.cn   2014年07月29日

  在PLC實際應(yīng)用過程中,一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障,往往用戶以為出問題出自PLC里,實際有90%都不是PLC的問題。而是由于用戶不熟悉而造成的以為是故障、而其實不是故障的現(xiàn)象。用戶的接線錯誤、編程錯誤、開關(guān)位置的錯誤、儀表故障、傳感器故障等,都常常會使人誤以為是PLC的錯誤。

  當(dāng)發(fā)現(xiàn)PLC沒有按照自己的期望來進行工作時,要對PLC和PLC周邊的設(shè)備和環(huán)境進行診斷。

  一、從PLC外部的情況來進行的故障診斷。

  在PLC沒有像期望的那樣開始工作的時候,應(yīng)該先從PLC的外部來進行判斷,這樣,可以比較輕易地排除那些不是故障的誤會。

  所有的PLC在CPU模塊、I/O模塊或電源模塊上都有LED指示燈。通常,紅燈表示問題,綠燈表示OK。如果一個LED在閃爍,通常表示功能正在執(zhí)行或者這個模塊在等待什么。對LED燈狀態(tài)的正確詮釋可以節(jié)省你很多故障診斷的時間。所以在故障診斷之前,你應(yīng)該把制造商的故障診斷指南看一遍并放在手邊。

  1. 如果PLC不能進入運行(RUN)模式,你可以用下面的方法來看看問題是在硬件還是軟件:

  (1) 臨時將終止循環(huán)指令放在你的用戶程序的第一行。如果現(xiàn)在PLC可以進入運行模式了,表示問題在你的軟件中;而不是PLC的硬件問題。(有些PLC需要你在進入運行模式之前,先清除所有的錯誤狀態(tài),即使原來的問題已經(jīng)更正了)。

  (2) 將PLC的內(nèi)存復(fù)位(注意!首先,你要將PLC的內(nèi)存的內(nèi)容做一份拷貝,或者,你確信你愿意丟失內(nèi)存中所有的程序、數(shù)據(jù)和組態(tài))。如果PLC現(xiàn)在可以進入運行模式,問題就出在組態(tài)或者沖突使用的內(nèi)存上。

  2. 如果在檢測一個傳感器時,你發(fā)現(xiàn)PLC不能從一個傳感器得到信號,首先檢查該傳感器的輸出是否正常,接線是否正確。如果傳感器經(jīng)檢查沒有問題,則更換一個同型號的輸入模塊,如果PLC能夠識別該模塊的改變,就表示輸入模塊故障了(或者你剛才傳感器連線錯誤了),那么,可以按照如下的方法觀察PLC輸入模塊的LED燈是否與傳感器的狀態(tài)變化一致:

  (1) 如果輸入LED沒有動靜,用萬用表檢查PLC輸入模塊的端子看看信號是否變化。如果沒有,將傳感器與PLC的連接斷開,單獨對傳感器進行測試??纯赐饨与娫词欠裾#瑱z查直流電源的極性是否接反。有些PLC是漏電流型(SINK)的,所以對應(yīng)的傳感器電路必須是正端子接到PLC的輸入接點上,其它的DC輸入模塊是電流源型(SOURCE)的,則傳感器電路要通過電源的地線接到輸入接點上。

  (2) 如果LED狀態(tài)是發(fā)生變化了,可能是你的程序有問題。在你的用戶程序中的第一行加一條終止循環(huán)的指令,然后運行程序,觀察輸入映射表,如果該位現(xiàn)在改變了,問題就在你的程序,很可能是你的程序中有一條指令對輸入映射表進行了改寫,從而改變了它的值。

  3. 如果輸入映射表依然不隨著輸入模塊的LED的狀態(tài)而改變,那么,可能是傳感器電路有故障。傳感器電路的電流能力可能不足以驅(qū)動輸入狀態(tài),雖然它可能足以改變LED的狀態(tài)。檢查輸入觸點有沒有不正常的小的電壓變化。

  如果一個執(zhí)行器看來無法得到PLC試圖寫給它的信號,觀察輸出模塊的LED,確信它們是否隨著PLC改變輸出狀態(tài)而一起改變:

  (1) 如果LED確實改變,用萬用表檢查輸出模塊的端子,是否提供了足以驅(qū)動外部電路的信號,同時也檢查極性是否正確。如果是,則將執(zhí)行器從PLC上斷開,對執(zhí)行器單獨進行測試。(有些輸出模塊有保險絲,檢查一下是否保險絲斷了?)

  (2) 如果LED 不變化,檢查輸出電路的電源,和它與輸出模塊的接線,(DC 輸出可以是源型或漏型的),如果接線正確,將執(zhí)行器從PLC的輸出模塊斷開,看看現(xiàn)在LED在不帶執(zhí)行器時是否改變。

  更換一個同型號的輸出模塊,如果PLC可以改變仿真的輸出狀態(tài),那么剛才的模塊或接線就有問題。

  二、PLC系統(tǒng)的硬件、組態(tài)和編程的故障分類和診斷方法。

  如果按照上面的方法,發(fā)現(xiàn)連接到傳感器或執(zhí)行機構(gòu)都可以工作,那么你就可以應(yīng)該檢查PLC內(nèi)部狀態(tài)或PLC程序的問題了。

  由于PLC是由人來進行安裝、組態(tài)和編程的,所以可能會發(fā)生很多人為的使用過程中的錯誤。PLC制造商(如德維森)通常都提供了很多工具來找出這些錯誤。這些錯誤可以分為以下幾類:

  1. 致命錯誤

  這些錯誤將導(dǎo)致PLC離開運行模式而進入故障模式(類似于硬件故障所導(dǎo)致的情形)。致命錯誤通常發(fā)生在PLC開機自檢時或程序執(zhí)行時的部件失敗。有的編程和組態(tài)問題(如看門狗定時器超時,試圖運行一個不存在的程序,等)也會導(dǎo)致致命錯誤。

  當(dāng)PLC進入故障模式時,它將故障LED打開,并將所有的輸出關(guān)閉為OFF(或者凍結(jié)在它們的上一個狀態(tài)),PLC也會在內(nèi)存中保存一個故障代碼,編程人員可以讀取該故障代碼確定故障的原因,解決問題后,清除故障狀態(tài),將PLC電源關(guān)掉再打開,重新進入運行模式。

  現(xiàn)在的PLC通常都會保存對幾個最近的故障的詳細(xì)描述,并允許編程人員編寫在致命故障發(fā)生時可以運行的故障程序,我們在第九章曾經(jīng)描述過故障進程,本章我們主要討論如何找到和使用故障代碼。

  2. 非致命故障

  非致命故障是PLC可以探測到,但不至于使PLC離開運行模式的故障。有些可探測的硬件問題,如內(nèi)存的后備電池電壓低,只導(dǎo)致非致命故障。非致命故障也可以由組態(tài)和編程錯誤引起,如一個定時中斷程序的執(zhí)行被一個更高優(yōu)先級的程序的運行而延遲,或者一個算術(shù)操作產(chǎn)生了一個太大以致無法存入指定目標(biāo)內(nèi)存的數(shù),等等。

  非致命故障導(dǎo)致PLC設(shè)定相關(guān)的狀態(tài)位或者將相關(guān)的錯誤代碼寫到內(nèi)存中。當(dāng)結(jié)果太大或太小以致無法保存時,數(shù)據(jù)字處理指令將把內(nèi)存中的算術(shù)標(biāo)志位設(shè)置為1。用戶程序應(yīng)當(dāng)檢查這些狀態(tài)位或代碼,并作出響應(yīng),因為PLC將像沒有錯誤發(fā)生一樣繼續(xù)執(zhí)行程序,有些非致命錯誤狀態(tài)位在前面的章節(jié)已經(jīng)討論過,本章我們將討論另外一些。

  3. 編程或組態(tài)邏輯錯誤

  這些錯誤是PLC不能自動檢查出來的,但可以用程序中的故障檢測指令或者編程單元的程序監(jiān)視功能來檢查。

  邏輯錯誤的例子包括一個用戶將一位設(shè)為OFF而不是ON,兩段用戶程序試圖控制同一個輸出,或者結(jié)構(gòu)化編程旁路了一段需要的程序等等。

  早期的PLC設(shè)計為不允許邏輯錯誤,如兩個橫檔控制一個輸出,或者跳轉(zhuǎn)指令向程序前面進行跳轉(zhuǎn),等,但用戶需要更大的靈活性,因此,即使這些安全措施都取消了。有些編程單元在編程人員寫出上述具有潛在錯誤的邏輯語句時,會提供警示信息,但編程者可以忽略它們。

  編程語言都包括簡單的調(diào)試工具:提前終止掃描循環(huán)的指令,這樣程序可以一段一段來檢查;導(dǎo)致致命或非致命的錯誤,使PLC在某些情況下立即停止;以及其它特別為調(diào)試程序中的某一個問題的指令。標(biāo)準(zhǔn)指令比如,計數(shù)器,可以臨時插入程序中,記錄事件發(fā)生的次數(shù)。編程軟件也包括調(diào)試工具,如在用戶程序執(zhí)行時,監(jiān)視和改變數(shù)據(jù)內(nèi)存,強迫I/O映射位開或者關(guān),以觀察程序如何響應(yīng);記錄某個特別位或特別字的短時間的變化,然后用歷史趨勢圖顯示這些變化;當(dāng)某個特別位在使用時,生成一個程序中所有地方的交叉參考清單;還有搜索工具,可以找到程序中某個特別地址或指令在程序中的位置。

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