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产品描述
西门子模块6GK7243-1GX00-0XE0功能介绍
一、PLC 受干扰引起的故障
PLC 受干扰将会影响系统信号，造成系统控制精度降低，PLC 内部数据丢失，机器误动作，严重时可能会发生人身和设备事故。采取相应的技术措施，增强 PLC 系统抗干扰能力是很有必要的。 干扰有内部干扰和外部干扰。在现场环境中外部干扰是随机的，与系统结构无关，只能针对具体情况对干扰源加以限制。内部干扰与系统结构有关，通过精心设计系统线路或系统滤波等处理，可使干扰得到较大限度的抑制。PLC 生产现场的抗干扰技术措施，通常从接地保护、接地方式、屏蔽和抗噪声等多方面进行考虑。对于供电系统的强电设备，其外壳、柜体、柜架、机座及操纵手柄等金属构件必须保护接地； PLC 的内部电路包括 CPU、存储器和其他接口共接数字地，外部电路包括 A／D、D／，A 等共接模拟地，并用粗短的铜线将 PLC 地板与*接地点连接以防噪声干扰。PLC 非接地工作时，应将 PLC 的安装支架容性接地，以抑制电磁干扰。 在 PLC 系统中，导线主要有 PLC 和负载电源线、交流电压的数字量信号线、直流的数字量信号线、模拟量信号线等。根据接线的功能不同，其防干扰措施如下：
（1）电气柜内接线安排：只有屏蔽的模拟量输入信号线才能与数字量信号线装在同一电缆槽内；直流电压线和模拟量信号线不能与交流量电压线装在同一电缆槽内；只有 220V 电源线才能与信号线装在同一电缆槽内；电气柜的进出口屏蔽一定要接地。
（2）电气柜外接线安排：直流和交流电压的数字量信号线以及模拟量信号线(要用屏蔽电缆)一定要各自用独立的电缆；信号线电缆与电源电缆同装在同一电缆槽内，但为了改进抗噪性能，建议将其间隔 10cm左右。
（3）屏蔽 PLC 机壳屏蔽，一般将机壳与电气柜浮空，在 PLC 机壳地板上加装一块等位屏蔽板，保护接地与地板保持一定的连接，使用铜导线时，其截面积不小于 10mm2，以构成等位屏蔽体，有效的电磁干扰。 电缆屏蔽，一般对载送小信号(mV或μV)的模拟员信号线，要将其电气柜内电缆屏蔽体的一端连接到屏蔽母体，数字量信号线的屏蔽不**出屏蔽母体；对模拟量的屏蔽总线可绝缘。并将*点连接到参考电位或地；数字量信号线两端接地可干扰。
（4）抗噪声措施：对处于强磁场(如变压器)的部分进行金属屏蔽，电控柜内不采用荧光灯具照明。此外，PLC 系统控制电源也应采用相应的抗干扰措施。因为，PLC控制系统的电源一般都是 220V 市电，电网的瞬变过程是经常发生的，电源波动大的感性负载或晶闸管装置的切换，很容易造成电压缺口或毛刺，如果直接供电经 PLC 及 I／O模板，将引起不良后果。PLC 系统电源抗干扰的方法有：采用隔离变压器；采用低通滤波器；应用频谱均衡法。其中隔离变压器是常用的，因为 PLC、I／O 模块电源常用 DC24V，需经隔离变压器降压，再经整流桥整流供给。
二、PLC 周期性死机
PLC 周期性死机的特征是：PLC 运行若干时间就出现死机，程序混乱，出现不同的故障显示，重新启动后又一切正常。现场实践认为，长时间积灰是造成 PLC 周期性死机的较常见原因，应定期对 PLC 机架插槽接口处进行清扫。清扫时，可先用压缩空气或“皮老虎”将控制板上的灰尘吹 净，再用 95%的酒精洗净插槽及控制板插头，清扫完毕后细心组装，恢复开机便能正常运行。
三、PLC 程序丢失
PLC 程序丢失通常是因为接地不良或接线有误、操作有误和干扰等几方面原因造成。
(1)PLC 主机及模块必须有良好的接地，通常采用主机外壳与开关柜外壳连接接地，当出现接地不良时，应考虑采用多股铜心线，采用从主机接地端子直接接地，确保良好接地。此外，还应保证 I／O模块 24V直流电源负极有良好的接地。
(2)主机电源接线端子相线必须连接正确，不然也会出现主机不能启动，时常出错或程序丢失现象一、运行环境的保证
因为PLC为精密电子产品，自动化控制的系统是要求长时间不间断运行，因此PLC的运行环境要求较高，要防尘、防火、防水，防高温，防雷电，因此电气控制室一般都安排在具有双层玻璃的、安装有水式制冷空调的二楼，电控室的温度一般控制在28度左右;对于防尘则是将PLC安装在1M＊2.2M＊0.6M的带锁板为玻璃门的控制柜中，此柜上部安装有防尘罩的抽风系统进行柜内降温。
二、做好日常工作
1、日常准备工作：首要的熟悉工艺流程，其次是对PLC各种模块的说明资料的熟悉，再次现场布局的了解，最后确保自已的各种检测工具要完好无误。
2、日常点检工作：定期进行CPU的电池的电压检测，正常常情况下为3V，定期对构成PLC系统的相关设备的点检和维护，如UPS定期维护，利用停机时机，对PLC各控制柜进行人工除尘、降温，PLC程序的定期人工备份和电池备份及各相关坏器件的更换等工作。三、PLC故障的诊断
（一）总法则：
对于PLC系统的故障检测法：一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。
一摸，查CPU的温度高不高，CPU正常运行温度不**过60℃，因手能接受的温度为人体温度37～38℃，手感为宜;二看，看各板上的各模块指示灯是否正常;三闻，闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁;四听，听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况;五出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地;六对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。
（二）具体步骤：
当PLC的软件不正常时，主要看CPU的RUN状态是否正常，不正常则进行CPU后重新下载控制程序。
当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：
1、查看PLC电源是否有电：有电则测量电压是否在+24V的±5%范围之内，有电且正常，则进行下一步;有电不正常则进行电源模块的输出端与输入端进行，若输出端不正常而输入端正常，则更换模块;若输入端不正常，则进行输入端的逆流法则进行相应检查，如进行24V交直流变压器的输入电压端的交流电压220V的±10%检查，正常，则更换直流24V变压器。无电则按迹寻踪，借助原理图+现场布置总图+接线图纸，检查给电源模块供电的各种电器器件的输出端的接线是否正确，不正确，重新接线;正确用万用表则检查空气开关的进线端与出线端有无正常供电，无正常供电，查明是外界还是自身原因，若为外界则是电压不足还是根本无电压，或负载过重，又或严重过流等等的分析，一直到将事故排除正常供电为止;若为本身器件坏则更换之。
2、了解过CPU工作模式及**级：高**级有STOP、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低**级有：RUN、RUN-P（PG/PC的在线读写程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的闪烁状态和STOP模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行第3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。
如果是STOP模式，目测引起STOP的原因分析：A、无电，分析无电原因，是因为供电部门出问题，还是异常掉电（因有有1K3AH的UPS保证很少发生异常掉情况），通常情况下为检修拉电了，待检修结束后进行人工送电。再利用PLC的在线功能将CPU的工作模式从STOP转换为RUN;B、CPU坏，更换新的好的同种类型同版本的CPU;C、有板子坏了，有序进行板子的更换。对于硬件更换时要注意使用与原来的器件相同的产品同型号、同版本来进行，否则会造成实际的PLC配置与相应编程软件中硬件配置数据库中硬件配置不同而无法进行用户控制程序的正常循环执行。
3、进行各个主板和扩展板上的通迅电缆检查和各模块各LED灯的检察，看是否有坏模块出现fault灯亮，若有则该模块不正常。对于数字量输出模块上各点其实与现实生活上的电灯开关是一样的功能且为常开点，所以在线检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该在控制程序不给输出信号时来其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行更换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。对于数字量输入模块的点当于导通的线圈，为常闭状态，它可以在线或下线检测，用表检测若是坏点的话则是不通的状态，则换点重接线;好点则为通状态。只要对硬件接线重新换点重接后均要用相应编程软件对控制软件进行0X或1X地址替换工作。对于模拟量输入模块是与数字量输入模块相同，每个通道都相当于一根导线形式，也就是说相当于常闭点，所以检测通道好坏的方法为用表的测通断功能来检测，当通状态时为好，断状态时为坏通道;模拟量输出模块的方法与数字量输出模块相同。若坏通道则对硬件接线需要更换通道与并同时替换控制程序中的相应3X或4X地址;另外对于模拟量模块则要进行量程块的选择的检查，保险丝是否断开的检查等工作。软件配置是否正常，一般为电压1～5V或电流4～20mA，这根据所用的传感器与智能转换器类型来选择。进行过硬件点或通道更换工作后条件允许的话均要STOP
PLC的CPU，再重新下载程序，若条件不允许则直接用更新变化来下载变化的程序而不停CPU。对于不用的输入模块的好通道/好点与最后一个已用的一好通道/好点进行串联或在软件中进行特别设置。
4、对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。
5、各类开关类的检测工作：如继电器、接近开关、空气开关等器件的检测工作，是根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则该器件坏了，更换之。对于电路大部情况利用常开型，它们是用来人工控制或自动控制电流的接通与断开的;对于常闭型主要用在保护电路中。借此可以知道开关类和保护类器件的正常状态为如何而正常识别器件的好坏。
6、通迅模块的检测则是利用简单的用好的新的通迅模块进替换来识别板上的正在使用的模块是否正常。
7、导线的测量方法：导线也是通过检测通断方法进行的。可以利用已知通的导线来检测不知是否好坏的导线，方法是将好的导线与未知导线连接起来后测通断状态。
8、电阻检测：带电状态时检测电压，不带电时检测相应的电阻。
四、总结
通过以检测可以排除工作中的大部分故障，另外由于本工作涉及到交流单相电220V与直流电24V的交叉作业，工作时要注意积累安全用电知识与常识，以及在工作时的安全防范措施和煤气安全规程，以确保安全作业。
随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保可靠、维护方便的前提下，力争较佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：
(一) 合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。
(二) 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
(三)相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。
(四)响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
(五)系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
(六)机型尽量统一
一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
１)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。
２)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。
３)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统
PLC的编程语言PLC的编程元件
PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。
PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”，但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“软”继电器。
SIEMENS S7-200系列CPU224、CPU226部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示
表1-1-1
元件名称 | 符号 | 编号范围 | 功 能 说 明 |
输入寄存器 | I | I0.0～I1.5共14点 | 接受外部输入设备的信号 |
输出寄存器 | Q | Q0.0～Q1.1共10点 | 输出程序执行并驱动外部设备 |
位存储器 | M | M0.0～M31.7 | 在程序内部使用，不能提供外部输出 |
定时器 | 256(T0～t255) | T0,T64 | 保持型通电延时1ms |
T1～T4,T65～T68 | 保持型通电延时10ms | ||
T5～T31,T69～T95 | 保持型通电延时100ms | ||
T32,T96 | ON/OFF延时,1ms | ||
T33～T36,T97～T100 | ON/OFF延时,10ms | ||
T37～T63,T101～T255 | ON/OFF延时,100ms | ||
计数器 | C | C0～C255 | 加法计数器，触点在程序内部使用 |
高速计数器 | HC | HC0～HC5 | 用来累计比CPU扫描速率更快的事件 |
顺控继电器 | S | S0.0～S31.7 | 提供控制程序的逻辑分段 |
变量存储器 | V | VB0.0～VB5119.7 | 数据处理用的数值存储元件 |
局部存储器 | L | LB0.0～LB63.7 | 使用临时的寄存器，作为暂时存储器 |
特殊存储器 | SM | SM0.0～SM549.7 | CPU与用户之间交换信息 |
特殊存储器 | SM(只读) | SM0.0～SM29.7 | 接受外部信号 |
累加寄存器 | AC | AC0～AC3 | 用来存放计算的中间值 |
PLC的配线——电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元的接线等
PLC的配线主要包括电源接线、接地、I/O接线及对扩展单元的接线等。
（1）电源接线与接地
PLC的工作电源有120/230V单相交流电源和24V直流电源。系统的大多数干扰往往通过电源进入PLC，在干扰强或可靠性要求高的场合，动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线，用带屏蔽层的隔离变压器给PLC供电。隔离变压器的一次侧较好接380V，这样可以避免接地电流的干扰。输入用的外接直流电源较好采用稳压电源，因为整流滤波电源有较大的波纹，容易引起误动作。
良好的接地是抑制噪声干扰和电压冲击保PLC可靠工作的重要条件。PLC系统接地的基本原则是单点接地，一般用*自的接地装置，单独接地，接地线应尽量短，一般不**过20m，使接地点尽量靠近PLC。
² ² 交流电源接线安装如图42所示。说明如下：
1用一个单较开关a将电源与CPU 所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。
2用一台过流保护设备b以保护CPU 的电源输出点以及输入点，也可以为每个输出点加上保险丝。
3当使用Micro PLC 24VDC 传感器电源c时可以取消输入点的外部过流保护，因为该传感器电源具有短路保护功能。
4将S200 的所有地线端子同较近接地点d相连接以提高抗干扰能力。所有的接地端子都使用14 AWG或1.5mm2 的电线连接到独立接地点上(也称一点接地)。
5本机单元的直流传感器电源可用来为本机单元的直流输入e，扩展模块f，以及输出扩展模块g供电。传感器电源具有短路保护功能。
6在安装中如把传感器的供电M端子接到地上h可以抑制噪声。
² ² 直流电源安装如图43所示。说明如下：
1用一个单较开关a，将电源同CPU 所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。
2用过流保护设备b、c、d，来保护CPU 电源、输出点，以及输入点。或在每个输出点加上保险丝进行过流保护。当使用Micro 24VDC 传感器电源时不用输入点的外部过流保护。因为传感器电源内部具有限流功能。
3用外部电容e来保证在负载突变时得到一个稳定的直流电压。
4在应用中把所有的DC 电源接地或浮地f（即把全机浮空，整个系统与大地的绝缘电阻不能小于50兆欧）可以抑制噪声，在未接地DC 电源的公共端与保护线PE之间串联电阻与电容的并联回路g ，电阻提供了静电释放通路，电容提供高频噪声通路。常取R=1M ，C=4700pf。
5将S200 所有的接地端子同较近接地点h连接，采用一点接地，以提高抗干扰能力。
624V 直流电源回路与设备之间，以及120/230V交流电源与危险环境之间，必须进行电气隔离。
（2）I/O接线和对扩展单元的接线
可编程控制器的输入接线是指外部开关设备PLC的输入端口的连接线。输出接线是指将输出信号通过输出端子送到受控负载的外部接线。
I/O接线时应注意：I/O线与动力线、电源线应分开布线，并保持一定的距离，如需在一个线槽中布线时，须使用屏蔽电缆；I/O线的距离一般不**过300m；交流线与直流线，输入线与输出线应分别使用不同的电缆；数字量和模拟量I/O应分开走线，传送模拟量I/O线应使用屏蔽线，且屏蔽层应一端接地。
PLC的基本单元与各扩展单元的连接比较简单，接线时，先断开电源，将扁平电缆的一端插入对应的插口即可。PLC的基本单元与各扩展单元之间电缆传送的信号小，频，易受干扰。因此不能与其他连线敷设在同*槽内
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