6-PLC系统维护与故障排除演示幻灯片.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Date:,*,Page:,*,CH6,PLC,维护与故障排除,本章介绍,1,、,PLC,系统的检查,2,、,PLC,系统的维护,3,、,PLC,的诊断,第,6,章,PLC,系统维护与故障排除,返回首页,概述,尽管可编程序控制器,(PLC),在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但在使用时由于工业生产现场的工作环境变化，大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，交、直流传动装置在运行过程中的电磁干扰，以及工业粉尘等都会影响,PLC,的正常工作。为了确保整个自动化系统稳定可靠，应当尽量使,PLC,有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。,1,、,PLC,在安装和使用时应注意的问题,PLC,适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制,PLC,的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。,1.1 PLC,的成套安装,在,PLC,成套安装时，有三种安装方法，整体式,PLC,一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是,DIN(,德国共和标准,),轨道固定。模块式,PLC,一是用,DIN,轨道固定,另一种是机架底板固定。为了使,PLC,控制系统工作可靠，通常把,PLC,安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证,PLC,在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，控制柜中应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有,30mm,以上间隔。控制柜顶部要安装轴流风扇，强迫通风。,为了避免其他外围设备的电干扰，,PLC,应尽可能远离高压电源线和高压设备，,PLC,与高压设备和电源线之间应留出至少,200mm,的距离。,PLC,在成套安装时，要严防导线头、碎金属削等从散热孔掉入,PLC,内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至永久损坏。,1.2 PLC,对工作环境的要求：,(1),环境温度控制在,0 50,的范围，最好在有空调的,房所内。,(2),相对湿度不超过,85%,或者不能存在露水凝聚,(,由温度,突变或其他因素所引起的,),。,(3),不能有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。,(4),不能有大量金属灰尘。,(5),不能有频繁或连续的振动，振动频率为,10 55Hz,、,幅度为,0.5mm,。,1.3 PLC,供电电源,PLC,供电电源为,50Hz,、,220V10%,的交流电。如果电源发生故障，中断时间少于,10ms,，,PLC,工作不受影响。若电源中断超过,10ms,或电源下降超过允许值，则,PLC,停止工作。,对于因供电电源波动带来的干扰，,PLC,本身具有足够的抵制能力。如果供电电源波动较大，可采用不间断电源（,UPS,）供电，或安装一个变比为,400:230,的隔离变压器，以防止因供电电源中性点偏移而产生的供电电源波动，以及减少设备与地之间的干扰。,1.4 PLC,系统的接地,良好的接地是保证,PLC,可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害，有效抑制各类电磁干扰。接地线应与,PLC,上的专用接地端相接，主机架、扩展机架、远程站的接地点应接在一起。接地点应与动力设备,(,如电机,),的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近,PLC,，接地电阻,1,。,1.5,输入与输出接线,PLC,一般接受控制按钮、限位开关等输入的开关量信号，以及外部传感器输入的模拟量信号。接线端子是,PLC,与外部信号转换的端口。输入接线，一般指外部触点、传感器与输入端口的接线。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带,RC,滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起,PLC,误动作。,输入接线还应特别注意以下几点：,(1),输入接线一般不要超过,30m,。但如果环境干扰较小，,电压降不大时，输入接线可适当长些。,(2),输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。,(3)PLC,所接受信号的脉冲宽度，应大于扫描周期的时间。,PLC,一般有开关量信号和模拟量信号输出，开关量信号输出有继电器输出、晶体管输出,2,种形式。输出端接线分为独立输出和公共输出。当,PLC,的输出继电器动作时，相对的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。,PLC,的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。,此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得,PLC,发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。,2,、,PLC,的维护,为了保障,PLC,系统的正常运行，定期对,PLC,系统进行检查和维护是必不可少的，而且还必须熟悉一般故障诊断和排除方法。,2.1,定期检查,PLC,是一种工业控制设备，尽管在可靠性方面采取了许多措施，但工作环境对,PLC,影响还是很大的。所以，通常每隔半年时间应对,PLC,做定期检查。如果,PLC,的工作条件不符合表,1,规定的标准，就要做一些应急处理，以便使,PLC,工作在规定的标准环境。,表,1,周期性检查一览表,2.2,故障查找与处理,PLC,有很强的自诊断能力，当,PLC,自身故障或外围设备故障，都可用编程器和,PLC,上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。,表,2 CPU,、,I/O,远程站故障查找与处理,表,3-1,输入单元故障查找与处理,表,3-2,输入单元故障查找与处理,表,4-1,输出单元故障查找与处理,表,4-2,输出单元故障查找与处理,2.3,日常维护及常见故障的判定要点,PLC,系统的定期检修维护主要是由专业工程师来完成，,PLC,系统在正常生产运行过程中其程序是不会发生变化的，,PLC,系统的程序错误和模板硬件故障经常发生在,PLC,系统停送电时，因此在日常检修时只需断开,PLC,输入、输出等外围工作电源，而,PLC,主机架及远程站的通讯电源不宜断开。,影响,PLC,控制系统稳定运行的主要原因是外部输入信号和执行元件，而它们是有变化趋势的，因此日常的点检维护就非常重要，除了要保持,PLC,设备的清洁、接线端子的清洁和接线紧固外，可通过对一些异常现象的分析来判定可能产生的故障和故障原因。,2.3.1,通过,HMI,来分析判定,大型,PLC,控制系统一般都设有,HMI,对整个生产流程进行操作和监控，大量的温度、流量、压力等模拟量信号经过量程转换后，都将在,HMI,上显示和记录。,(1),当某一模拟量输入信号发生无序波动时，说明外部输入 回路出现接线松动等不良现象，要及时紧固接线。,(2),当某一组模拟量输入信号都发生无序波动时，说明输入模板的机架接地或输入回路电缆的屏蔽接地出现不良现象，要及时检查接地线。,(3),当温度信号超出上限时，说明外部输入回路或检测元件（,PT100,等）出现开路现象，要及时紧固接线或更换检测元件。,(4),当温度信号超出下限时，说明外部输入回路或检测元件（,PT100,等）出现短路现象，要及时检查接线或更换检测元件。,2.3.2,通过数字量输入模板的发光二极管来分析判定,所有的数字量输入模板都有输入指示的发光二极管，输入端的一次电路与二次电路之间采用光电耦合隔离，当输入回路闭合时，输入指示的发光二极管亮。通常输入电压为,DC24V,，,1328V,为“,1”,电平。,(1),当某一通道的发光二极管发光变暗，说明外部输入回路的接线端子或触点出现接触不良现象，要及时紧固接线或处理触点。,(2),当几组使用同一电源单元的通道的发光二极管发光都变暗，说明其公共电源电压下降，要及时检查或更换电源模板。,2.3.3,通过记录正常状态来进行分析比对,PLC,控制系统在停产检修后的重新开机运行往往不是很顺利，其主要原因是外部联锁条件（水系统、液压系统、选择开关等）不满足。为了尽快确认开机条件，可将,PLC,控制系统在外部条件具备待机启动和正常运行时,PLC,数字量输入、输出通道发光二极管的发光状态（亮、灭、闪烁）标记下来，贴在旁边，用于快速比对。此法对于以顺序逻辑控制为主的中、小型,PLC,控制系统十分有效。,(1),预防性维护,(2),日常维护,3,、,PLC,系统的维护,(1),预防性维护内容：,a.,定期清洗或更换安装于机罩内的过滤器。,这样可确保为机罩内提供洁净的空气环流。对过滤器的维修不应推迟到定期机器维修的时候,而应该根据所在地区灰尘量作定期检查,.,b.,定期除尘：由于,PLC,控制系统长期运行，线路板和控制模块会渐渐吸附灰尘，影响散热，易引发电气故障。定期除尘时要把控制系统供电电源关闭，可使用净化压缩空气和吸尘器配合使用。定期除尘可以保持电路板清洁，防止短路故障，提高元器件的使用寿命，对,PLC,控制系统是一种好的防护措施。另外出现故障也便于查找故障点。,c.,定期检查,I/O,模块的连接,确保所有的插座、端子板和模块连接良好,且模块安放牢靠。当,PLC,控制系统所处的环境,经常受到使端子连接松动的振动时,应当常做此项检查,;,I/O,模块的更换：,若需替换一个模块,用户应确认被安装的模块是同类型的。有些,I/O,系统允许带电更换模块,而有些则需切断电源。若替换后可解决问题,但在一相对较短时间后又发生故障,那么用户应检查能产生电压的感性负载,也许需要从外部抑制其电流尖峰。如果保险丝在更换后又被烧断,则有可能是模块的输出电流超限,或输出设备有短路故障。,d.,不能让产生强噪声的设备靠近,PLC,控制系统。,(2),日常维护,在PLC中存放用户程序的随机存储器（RAM）、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐渐降低达一定程度时，PLC基本单元上电池电压降低指示灯亮。提示用户注意，有锂电池支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池。,例如，某些三菱PLC的CPU模块上有一“BATTV”的红色LED指示灯，当这个LED灯亮时，表明PLC內的锂电池寿命已经快結束了(最多还能维持一周左右)，此时请尽快更换新的锂电池，以免PLC內的程序(当使用RAM時)自动消失。,更换锂电池步骤：,1、在更换电池前，首先备份PLC的用户程序,2、在拆装前，应先让PLC通电15s以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC做,短暂供电，以保护,R,AM中的信息不丢失）；,3、断开PLC的交流电源,4、打开基本单元的电池盖板,5、取下旧电池，装上新电池,6、盖上电池盖板,提示：更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3min。如果时间过长，RAM中的程序将消失,4,、,PLC,的故障及诊断,PLC,控制电路电气故障分类：,PLC,外部故障,PLC,内部故障,PLC,外部故障,PLC,内部故障,输入点信号异常故障,输出点执行电路故障,内部输入电路故障,内部输出电路故障,PLC,内部保护电路动作,引起的故障,PLC,外部故障来源于,PLC,以外的部分,可分为,输入点信号异常故障和输出点执行故障。,输入点信号异常故障：,如外部传感器损坏，行程开关或其它一些原因造成输入信号异常引起的故障。,输出点执行电路故障：,外部执行机构故障引起的电气故障，如电磁阀线圈损坏，继电器、接触器损坏或其它一些原因引起的电气故障。,PLC,内部故障是由于,PLC,本身引起的,可分为：,内部输入电路故障：,PLC的输入,端光电,耦,和器损坏或其它原因引起外部信号无法送入,PLC,的故障。,内部输出电路故障：,PLC,输出继电器、输出晶闸管、输出三极管损坏引起的故障。,PLC,内部保护电路动作引起的故障：,由于外部电路异常、备用电池电压下降等原因使,PLC,内部保护电路动作引起的故障。,检修故障时，要熟悉所修设备的工作原理及各种动作的顺序关系，在自动运行时各个动作所必须满足的逻辑条件。利用,设备使用说明书、电气原理图，,PLC,接线图及梯形图,等资料，通过现场查看测量，利用,PLC,本身对,电源、报警、输入输出指示灯的状态，,判断哪一部分可能出现故障。,总体诊断,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。,电源故障诊断,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。,当,PLC,控制系统发生故障时，不必急于检查外围的电器元件，而是先重点检查,PLC,输入端、输出端指示灯,信号是否正常，往往可起到事半功倍的效果。在,PLC,面板上，对应于每一信号的输入点或输出点，都设有指示灯来显示每一点的工作状态。当每一点有信号有输入和输出时，对应该点的指示灯就会发亮。维修人员只要充分利用这些指示灯的工作状况，就能方便地进行故障的分析、判断和确认。,输入端指示灯,输出端指示灯,案例,1,：某生产线上搬运机械手，在使用中发生无自动运行故障。,升降气缸,移载气缸,夹,紧,气,缸,启动,有无工件,有,夹紧,夹紧到位,上升,上升到位,移载前进,下降,放松,放松到位,前进到位,下降到位,移载后退,后退到位,回到原点,机械手示意图,机械手,plc I/O,接线图（部分）,根据流程图以及,I/O,接线图，先重点 检查,PLC,输入端、输出端指示灯信号是 否正常，结果发现流水线有工件，但,X0,输入端无信号。所以根据经验先重点检查红外线传感器及相关线路。此红外线传感器工作电压为,220V,信号由继电器输出。经过现场测试工作正常，再检查相关信号线路没有发现断线等故障。,短接线,COM,端,X0,X1,内部,DC24V,电源,故障原因：由于输入点光耦器件损坏，导致外部信号无法送入,PLC,处理器。,解决方法,:,用空余输入点来替代原有输入点。,（用,X11,替代,X0,）,修理操作步骤：,1.,修改程序：将原连接,X0,的连线接至,X11,。,2.,硬件修改：将原来程序中触点,X0,用,X11,替代。,接线端子潮湿有水渍,案例,2,：某成套设备中的,Y,启动电路，启动后经延时,Y,形无法转换到形电路，始终运行在,Y,状态。,经过现场观察，发现接触器,KM3,始终处在吸合状态，而,Y1,输出指示灯已熄灭。接着用万用表测量接触器,KM3,线圈两端电压，发现线圈有,220V,电压。,初步分析：,Y1,输出端内部继电器触点烧蚀后造成触点粘连。,验证：断电后用万用表测量,COM2-Y1,之间电阻，测量结果内部已短路。,修理方法,1,：由于原用的输出点,Y1,损坏，而,Y5,输出端空余，于是准备用,Y5,替代,Y1,输出端。但,Y5,输出端的输出电压和原来的,Y1,输出端电压不一致，需要通过中间继电器,K,进行转换,改动后的接线图,:,如何延长,PLC,内部继电器,触点,使用寿命,(1),增大触点容量。即在,PLC,与负载之间通过中间继电器进行输出控制,(2),当,PC,输出端接交流接触器时，可在接触器线圈两端并联电容或,RC,网络，以构成浪涌吸收回路,(3),当,Pc,输出端接直流继电器时，可在继电器线圈两端并联反向二极管,1.PLC,与继电器控制的差异主要有哪些？,答：,(1),组成器件不同：,PLC,是采用软继电器，继电器控制由硬件继电器等元件构成。,(2),触点数量不同：,PLC,触点可无限使用，继电器控制的触点是有限的。,(3),实施控制的方法不同：,PLC,采用软件编程解决，继电器控制是采用硬接线解决。,复 习,2.,输入、输出模板的作用是什么？,答：输入模板是将输入,PLC,的各种控制信号转换成中央处理器,(CPU),能够接收和处理的数字信号。输出模板是将中央处理器送出的数字信号转换成现场需要的模拟信号或电平信号输出，以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。,3.,输入模板检测到,PT100,信号超出上限值时可能的故障原因？,答：输入回路或检测,PT100,出现开路现象。,4.,电磁兼容性,(EMC),的定义？,答：在电磁环境中，装置具有令人满意的抗干扰工作能力，且不会对在这个环境工作的其它装置发生电磁故障。,