产品描述
6GK7243-1GX00-0XE0产品
可编程控制器(PLC)是一种新型的通用自动化控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制功能强,性高,使用灵活方便,易于扩展等优点而应用越来越广泛。但在使用时由于工业生产现场的工作环境恶劣,干扰源众多,如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,电焊机、电火花加工机床、电机的电刷等通过电磁耦合产生的工频干扰等,都会影响PLC的正常工作。 尽管PLC是专门在现场使用的控制装置,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,但是为了确保整个系统稳定可*,还是应当尽量使PLC有良好的工作环境条件, 并采取必要的抗干扰措施。
PLC在安装和维护时应注意的问题
1 PLC的安装
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。在安装PLC时,要避开下列场所:
(1)环境温度过0 ~ 50℃的范围;
(2)相对湿度过85%或者存在露水凝聚(由温度突变或其他因素所引起的); (3)太阳光直接照射;
(4)有腐蚀和易燃的气体,例如、等;
(5)有打量铁屑及灰尘;
(6)频繁或连续的振动,振动频率为10 ~ 55Hz、幅度为0.5mm(峰-峰);
(7)过10g(重力加速度)的冲击。
小型可编程控制器外壳的4个角上,均有安装孔。有两种安装方法,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。DIN轨道配套使用的安装夹板,左右各一对。在轨道上,先装好左右夹板,装上PLC,然后拧紧螺钉。为了使控制系统工作可,通常把可编程控制器安装在有保护外壳的控制柜中,以防止灰尘、油污、水溅。为了保证可编程控制器在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内,安装机器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。如果周围环境过55C,要安装电风扇,强迫通风。 为了避免其他外围设备的电干扰,可编程控制器应尽可能远离高压电源线和高压设备,可编程控制器与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。
当可编程控制器垂直安装时,要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部,造成印刷电路板短路,使其不能正常工作甚至损坏。
2 电源接线
PLC供电电源为50Hz、220V±10%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。若电源中断过10ms或电源下降过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开。当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行。
对于电源线来的干扰,PLC本身具有足够的抵制能力。如果电源干扰特别严重,可以安装一个变比为1:1的隔离变压器,以减少设备与地之间的干扰。
3 接地
良好的接地是保证PLC可工作的重要条件,可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接,基本单元接地。如果要用扩展单元,其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰,应给可编程控制器接上地线,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。接地点应尽可能接近PLC。
4 直流24V接线端
使用无源触点的输入器件时,PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。
PLC上的24V接线端子,还可以向外部传感器(如接近开关或光电开关)提供电流。24V端子作传感器电源时,COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员,则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外,任何外部电源不能接到这个端子。
如果发生过载现象,电压将自动跌落,该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点,它不耗电,因此在这种情况下,24V电源端子向外供电流的能力可以增加。
5 输入接线
PLC一般接受行程开关、限位开关等输入的开关量信号。输入接线端子是PLC与外部传感器负载转换信号的端口。输入接线,一般指外部传感器与输入端口的接线。 输入器件可以是任何无源的触点或集电开路的NPN管。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。
若在输入触点电路串联二管,在串联二管上的电压应小于4V。若使用带发光二管的舌簧开关,串联二管的数目不能过两只。
另外,输入接线还应特别注意以下几点:
(1)输入接线一般不要过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)可编程控制器所能接受的脉冲信号的宽度,应大于扫描周期的时间。
6 输出接线
(1)可编程控制器有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出3种形式。
(2)输出端接线分为立输出和公共输出。当PLC的输出继电器或晶闸管动作时,同一号码的两个输出端接通。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。
(3)由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板,因此,应用熔丝保护输出元件。
(4)采用继电器输出时,承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命,因此继电器工作寿命要求长。
(5)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。
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,使得可编程控制器发生故障时,能将引起伤害的负载电源切断。
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。
为了系统的正常运行,定期对PLC系统进行检查和维护是的,而且还熟悉一般故障诊断和排除方法。
一、检查与维护
1.定期检查
PLC是一种工业控制设备,尽管在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,通常每个半年时间应对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工作在滚规定的标准环境。
2.日常维护
PLC除了锂电池和继电器输出触点外,基本没有其它易损元器件。由于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跌落指示灯亮。提示用户注意,有锂电池所支持的程序还可保留一周左右,换电池,这是日常维护的主要内容。
调换锂电池步骤:
① 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,该电容可队PLC做短暂供电,以保护RAM中的信息不丢失);
② 断开PLC的交流电源
③ 打开基本单元的电池盖板
④ 取下旧电池,装上新电池
⑤ 盖上电池盖板
换电池时间要尽量短,一般不允许过3min。如果时间过长,RAM中的程序将消失。
二、故障查找
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管的亮灭来诊断。
可编程控制器的维护和故障诊断是每个从事plc应用的工控人都要面对的问题,欢迎大家对这一问题发表自己的见解。
下面以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异,介绍plc的维护、诊断、换的方法。
维护概述
一般各型PLC(以一种plc做为描述样板,其余各型PLC大同小异)均设计成长期不间断的工作制。但是,偶然有的地方也需要对动作进行修改,找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在PLC以外的 动作需要许多时间。
查找故障的设备
PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态,当您去查找PLC为的控制系统的故障时,作为一个习惯,您应带一个编程器或笔记本。
基本的查找故障顺序
提出下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地换各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过换模块来完成。 除了一把螺丝和一个万用电表外,并不需要特殊的工具,不需要示波器,精密电压表或特殊的测试程序。
1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的框架, 测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝, 如必要的话,就换CPU框架。
2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。
3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要换CPU模块。
4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。
5、在多框架系统中,如果CPU是工作的,可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态),按上面讲的步检查AC或DC电源如AC 或DC电源正常而继电器是断开的,则需要换框架。
一般查找故障步骤
其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤,实际上只是较普通的,对于您遇到的特定的应用问题,尚修改或调整。查找故障的工具就是 您的感觉和经验。,插上编程器,并将开关打到RUN位置,然后按下列步骤进行。
1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方,一般是处于中间状态,则查找引起下一步操作发生的信号(输入,定时器,线川,鼓轮控制器等)。 编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。
2、如果输入信号,将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较,结果不一致,则换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要换, 那么,在您换模块之前,应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。
3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致,就要比较一下发光二管与输入装置(按钮、限位开关等)的状态。入二者不同,测量一下输入 模块,如发现有问题,需要换I/O装置,现场接线或电源;否则,要换输入模块。
5、如信号是线川,没有输出或输出与线川的状态不同,就得用编程器检查输出的驱动逻辑,并检查程序清单。检查应按从有到左进行, 找出个不接通的触点,如没有通的那个是输入,就按二和三步检查该输入点,如是线川,就按四步和五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。
6、如果信号是定时器,而且停在小于999.9的非零值上,则要换CPU模块。
7、如果该信号控制一个计数器,检查控制复位的逻辑,然后是计数器信号。按上述2到5部进行。
组件的换
下面是换系统的步骤
一、换框架
1、切断AC电源 ;如装有编程器,拔掉编程器 。
2、从框架右端的接线端板上,拔下塑料盖板,拆去电源接线。
3、拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话,不要搞乱IU/O的接线,并记下每个模块在框架中的位置,以便重新插上时不至于搞错。
4、如果CPU框架,拔除CPU组件和模块。将它放在的地方,以便以后重新安装。
5、卸去底部的二个固定框架的螺丝,松开上部二个螺丝,但不用拆掉。
6、将框架向上推移一下,然后把框架向下拉出来放在旁边。
7、将新的框架 从部螺丝上套进去,
8、装上底部螺丝,将四个螺丝都拧紧。
9、插入I/O模块,注意位置要与拆下时一致。
如果模块插错位置,将会引起控制系统危险的或错误的操作,但不会损坏模块。
10、插入卸下的CPU和模块。
11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线,再盖上电源接线端的塑料盖。
12、检查一下电源接线是否正确,然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作,确保所有的I/O模块位置正确,程序没有变化。
二、CPU模块的换
1、切断电源,如插有编程器的话,把编程器拔掉。
2、向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣,使它们脱出卡口。
3、把模快从槽中垂直拔出。
4、如果CPU上装着EPROM存储器,把EPROM拔下,装在新的CPU上。
5、将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。
6、轻微的晃动CPU模块,使CPU模块对准部导槽。
7、把CPU模块插进框架,直到二个弹性锁扣扣进卡口。
8、重新插上编程器,并通电。
9、在对系统编程初始化后,把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。
三、I/O模块的换
1、切断框架和I/O系统的电源。
2、卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。
3、拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座,这要视模块的类型而定。给每根线贴上标签或记下安装连线的标记,以便于将来重新连接。
4、向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣,使它们脱出卡口。
5、垂直向上拔出I/O模块。
一、PLC的日常维护
1.供电电源的检查。供电电源的质量直接影响PLC的使用性,也是故障率较高的部件,检查电压是否满足额定范围的85%~110%及考察电压波动是否频繁。频繁的电压波动会加快电压模块电子元件的老化,建议加装稳压电源。对于使用10多年的PLC系统,若常出现程序执行错误,应考虑电压模块供电质量。
2.运行环境的检查。
(1)PLC运行环境温度在0~60℃。温度过高将使得PLC内部元件性能恶化和故障增加,尤其是CPU会因“电子迁移”现象的加速而降低PLC的寿命。温度偏低,模拟回路的系数也会变小,低温时可能引起控制系统动作不正常。解决的办法是在控制柜安装合适的轴流风扇或者加装空调,并注意经常检查。(2)环境相对湿度在5%~95%之间。在湿度较大的环境中,水分容模块上的IC的金属表面的缺陷侵入内部,引起内部元件性能的恶化,使内部绝缘性能降低,会因高压或浪涌电压而引起短路;在其干燥的环境下,MOS集成电路会因静电而引起击穿。(3)要定期吹扫内部灰尘,以保证风道的畅通和元件的绝缘。建议PLC的电控柜使用密封式结构,并且电控柜的进风口和出风口加装过滤器,可阻挡绝大部分灰尘的进入。
3.检查PLC的安装状态。各PLC单元固定是否牢固,各种I/O模块端子是否松动,PLC通信电缆的子母连接器是否插入并旋紧,外部连接线有无损伤。
4.检查PLC的程序存储器的电池是否需要换。
二、PLC的维修
根据维修的特点可分为①外线维修,包括通信总线和I/O所连接的传感器、连接器、继电器、限位开关、保护元件、连接线和变频器等。②PLC的固件维修,包括CPU单元、I/O单元、智能单元、供电模块的内部电路维修。
PLC控制器具有一定的自检能力,而且在系统运行周期中都有自诊断处理阶段。系统工作过程中无论发生何种故障,维修人员都要遵循一定的操作步骤。
1.检查PLC供电是否正常。若POWER指示灯不亮,可检查供电线路和熔断器。
2.检查PLC系统。启动PLC查看“RUN”指示是否正常,有无报警发生。通常正在使用的PLC系统很难发生这种故障。
3.I/O模块的检查。I/O模块是CPU与外部控制对象沟通信息的通道,也是容易损坏的部分,因此使维修的主要内容。
(1)检查I/O模块供电电压是否正常。(2)输入输出端口的信号及对应端口指示灯显示是否正常,指示灯不亮是固件故障,解决的办法是进行固件维修。如果有冗余端口,可以通过编程重新定义I/O端口。若用仪表检测不到输入端口应有的信号,以及输出端口有输出信号,但是所控元器件或设备不工作,系外线故障。
4.工作环境的检查。主要影响的因素是温度和湿度。
5.固件的维修。当确认是PLC固件损坏,的办法是换新的备件。
三、PLC故障分析实例
1.洛阳晶润镀膜玻璃有限公司的磁控溅射镀膜生产线是1993年从美国AIRCO公司引进的,系统采用的是AB公司的PLC。控制室内的多设点控制器出现了无法给3号靶材加电。
故障分析及处理:(1)现场观察多设点控制器(MSPC)自检过程,没有发现故障。靶材循环水开关、温度保护开关、靶材和电源控制柜的门禁开关等显示正常,说明加电条件已经满足。(2)手动直接操作设备MSPC,通过1号参数菜单给3号靶材加电,能够在10s内使功率到设定值,说明靶材、控制电源没有故障。(3)通过微机控制PLC给MSPC加电命令,结果控制失败。用数字万用表测量MSPC的27号端子没有24V DC。其信号有上级智能模块I/O输出,该模块型号是1791-IOBX,128 POINT,对应输出端子是“016T”,指示灯显示正常,但检测不到电压。判断是端口损坏,需要固件维修。(4)打开I/O模块,内部有两层电路板,上面一层是由以单片机为控制的电路板,下面一层是输入输出接口电路板,两块是针式插接。拆卸上面的电路板要特别小心,要防止静电电压。(5)检查接口板,其输出接口是由集成模块NEC1523H控制,因无法查到集成电路资料,增加了维修难度,其模块外形如图1。根据电路特点,利用“黑箱原理”测量电路控制数据,推测原理图并论证,得到模块控制原理图,如图2所示,用该电路替换后使用正常。
2.1995年晶润公司引进的奥地利李赛克公司生产的全自动玻璃切割机,型号为GFB-37/26。其中PLC是德国SIGMATEK公司生产的,切割机出现微机排版后数据无法正常传输到PLC。
故障分析及处理:(1)重新启动玻璃切割机,观察PLC自检过程没有报警发生,CPU单元上DI和D2两个显示窗口都显示“00”,说明PLC系统正常。(2)黄色的“TxBus”指示灯和的“RxBus”指示灯都显示“亮”,说明PLC和控制面板ET805通信正常。(3)操作微机把数据传给操作面板ET805,“S1”指示灯不闪亮,PLC无法执行切割。怀疑微机到ET805通信有故障。(4)断电停机,微机内MODEM金手指上的氧化层,并且换一条新的数据线,开机测试正常。(5)留守观察,约40min以后故障依旧,于是考虑到洛阳7月份正是高温天气,怀疑是否和温度有关,检查空调机,运行正常。打开控制柜感觉气流温度较高,用手感觉冷风风道无风,检查后系冷风风扇损坏,修复后故障排除。
通过(4)步故障处理,给人象是故障排除,实际上是在断电后控制柜温度降低,使得PLC能够正常上作,工作一段时间后,由于微机和各种继电器、可控硅不断积聚热量,使得PLC过温保护。
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