西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8货源充足
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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

西门子模块6ES7223-1PH22-0XA8货源充足


随着计算机硬件、软件的快速发展,特别是网络技术的快速发展,工控厂家及系统集成商都大力开发以太网产品,关注PLC的直接上网问题。现在上的PLC厂家产品均能够实现直接上网,如施耐德公司全线的Quantum系列、Premium系列等、通用电气公司GE90-70系列、GE90-30系列、VersaMAX系列等、西门子公司的有关PLC、罗克韦尔PLC的列控制器等。

采用直接上网的结构,妥善解决PLC直接上网后智能设备的接入问题。采用直接上网的结构,坚持分层分布(单元)式的结构原则,就是要达到与LCU有关的各种数据采集和控制都由LCU来实现的目标。现在,LCU一般都需要与一定数量的智能设备进行通讯。在有工控机结构的LCU结构中,通讯实现是比较容易的,通讯的方式也比较灵活。但在采用PLC直接上网的结构后,就考虑各种PLC产品特性对接入LCU智能设备的影响。PLC与工控机相比,通讯接口少,方式比较少。LCU智能设备接入问题,解决的总的方法有两种,一种是直接或经转换接入PLC,一种是直接接入以太网。由于各种PLC产品分别产于不同的公司,它们的特性也各不相同,因此实现智能设备接入PLC的方法有多种多样。在比较国外主要PLC产品特性基础上,在满足分层分布(单元)式的结构原则前提条件下,对智能设备接入LCU的方法进行分析对比,从它们的特性中,力图找出共性的方法,侧重于通讯速率、实现方式、是否需要编程、接入智能设备的数量、是否易于维护等方面。

1、直接接入PLC

每种PLC  CPU上的串口或一般通讯模块的串口所支持的普遍方式是从(Slave)方式,即使它支持主(Master)方 式,相应通讯协议也是专有协议,不是开放的协议。对于一些PLC如GE90系列PLC,它有一种模块,该模块通讯方式为主方式,可以使用不同通讯协议编程,与智能设备通讯,这是解决方法之一。这种方法智能设备与PLC的数据交换的速率是串口的速率,智能设备采集的数据可以在PLC控制流程中使用。设备通讯协议一致且数量不多时,比较适合这种方式。因为智能设备多,总的通讯速度就会较慢,通讯协议不一致,就会占用该模块较多内存。

2、通过现场总线直接接入PLC

对于部分PLC,一些智能设备可以通过现场总线直接接入PLC。这种方式较好,因为现场总线的方式,其性、速率与直接插入PLC机箱的模块是相同的,而且接入的地点比较灵活,距离可以比较远。这种方式不需要编程,可以接入较多设备,非常方便,是一种很好的方法。

3、间接接入PLC

直接接入PLC的方法不具有普遍性,不是每一种PLC都可以实现的。下面两种方法可以在大范围使用。尤其是经串口接入PLC的方法,是一种普遍的方法。

1.经串口转换接入PLC

PLC一般具有丰富的通讯模块可供选择,多数PLC的CPU模块具有一到两个串口。由于这些串口多支持从(Slave)方式通用协议,智能设备也多为从方式,两者通讯不能实现。有些串口虽支持主(Master)的通讯方式,但通讯协议多为不公开的专有协议,智能串口设备很少能支持这些协议。因此,解决方法之一是采用一种装置,它一侧接入PLC串口,另一侧接入智能设备。该装置起协议转换作用,而且它对两侧都可以是主方式。这种方式可以接入较多串口设备。这是一种很有前途的、比较经济的方式,可以适用每一种PLC产品。

2.经转换接入现场总线进入PLC

为了解决PLC串口从方式不能直接接入PLC的问题,有些PLC厂家如施耐德,它开发一种网桥装置,一边接串口设备,一边接PLC的现场总线MB+。它有两种,一种支持同一种开放的协议如MODBUS,不需编程,另一种支持各个串口协议可以不同,但需要编程。

4、串口设备经转换(不经PLC)上网

几种方法都直接或间接通过PLC接入智能设备。现在,通过一种串口以太网转换器装置,它的一侧接入串口设备,另一侧接入局域以太网。串口设备侧不需任何改变,上位系统直接采集串口设备的信号。这样一个LCU需要有几个IP地址。这种方式可以接入大量的智能设备。

5、智能设备直接接入以太网

随着时间的推移,越来越多的设备将可以直接上网,因此可以采取智能设备直接上网的方式,速率可以达到10Mbps或100Mbps,将会很有应用前景。但一个LCU需要有几个IP地址。

(1)PLC直接上网的LCU结构经过工控机上网LCU结构;因为LCU整体性得到提高;

(2)智能设备以直接接入PLC现地总线方式从比较好,因为应用简单、速率快等,在可以选择直接接入现场总线的设备时,尽量采用这种方式。

(3)智能设备经串口转换接入PLC方式,是一种较优的方法,它虽然与PLC产品有关,但可以在每种PLC产品上使用,接入智能设备数量也较多,经济性能也较好。

(4)智能设备经串口转换上网方式和智能设备直接上网方式是很有应用前景的两种方式。因为这两种方法都与具体的PLC产品无关,是一种具有普遍意义的方法,值得引起注意。


随着微电子技术的飞速发展,PLC已成为现代工业控制的标准设备,其应用几乎覆盖了所有工业控制系统,所以PLC课程应时而生,高校开设的《电气控制与PLC控制技术》 的高教版教材,根据学校的学分制课程管理制度的规定,约20课时/学分。本课程共4学分,80 学时,适用于高校机电与数控、电子信息。

一、研究的背景

职业教育在现阶段碰到了一些困难,困难的表现和症结主要表现在办学的三个环节上:难,办学条件跟不上,毕业生就业困难。随着社会发展,国家经济发展对人才的要求提高了,人民对教育需求提高了,所以导致了难,其实这是社会进步、发展过程中带来的;在办学条件上,有的学校受到经费及师资条件的限制;现在很多单位用人要高学历,社会上失业、待业的人又多,导致职中毕业生就业难,国家又在扩大高校,普高也在不断的发展和壮大,家长总想自己的子女上普高,进大学,高的学历,不得已求之才读职高。面对这样严峻的形式,我们能做些什么呢?仔细思考一下,问题的症结还是在我们自己,这就是职业教育办学的某些方面与我国社会、经济、教育发展的现状不相适应。例如,职业技术学校办学模式比较单一,缺乏职前职后的沟通;设置和教学内容与经济和技术发展有所脱节;课程在相当程度上还是终结性的,服务于学生次就业,使学生缺乏发展和应变能力;学校的运作机制有时也没有转到市场经济的机制上来等。从哲学上讲,发展不只是数量的增加,还包括质量的提高。这里有挑战,同时也存在机遇,我们要趁此机会进行调整,深化改革,提高教育质量。为了适应时代的要求,我校组织了学分制调研组,进行了大量的市场调查工作,如去了万宝集团、深圳信恒机械厂等地,以了解市场对人才的需求;去了广州市交通运输学校、广州电子信息技术学校等学分制改革比较成功的学校借鉴经验,为我校学分制的推行做了大量的准备工作。

二、学生学业成绩评价的理论依据

 1、建构主义理论:建构主义理论是认知心理学的基础上发展起来的一种现代学习理论,该理论认为,知识并不是对现实世界的表征,在不同情境中,需要重新建构。学生在学习中是主动的建构者,而不是事实信息的记录者,在知识形成及转化过程中,教师和学生在互动中建构知识及能力。教师在课堂上主要是根据教学要求设计问题,引导讨论,从旁激发,支持并适时介入学生的学习。2、多元智能理论:每一个个体都同时拥有相对立的八种智能,但每个人在各种智能上存在差异。因此在教学及评价过程中要承认个体差异,重视因材施工教;重视学生个性的发展;关注学生成长历程;注重学生实践能力的培养。3、发展性学生评价的基本特征:根据培养目标,并在实施中制订明确的阶段性目标,然后促成学生达成目标,重视学展的过程评价,评价关注学展的性,评价的方法多元化,关注个体差异,注重学生个人在评价中的作用。 

三、研究教材,设定教学的阶段目标

国委关于印发《关于编写实训教材的原则意见》的通知明确规定:1.要以岗位规范的要求和岗位生产、工作的需要为依据确定教材内容。2.贯彻以培养工作能力和生产技能为的原则。3.规范性和灵活性相统一的原则。4.坚持实际、实用、实效的原则。根据国委相关要求,通过认真阅读教材,结合对市场的调研,依据学生们的认知规律,我对教材进行了认真的处理:教材分为两个部分,即电器部分和PLC部分。本课程的教学目的是让学生熟悉电气控制系统的基本控制电路,具有电气控制系统分析和设计的基本能力;掌握可编程控制器原理及编程方法,具备一定的PLC程序设计和PLC应用能力。 本课程的特征是理论教学与实际训练并重,要求理论与操作密切结合,强调技术应用和自主设计。学生分别在电气控制实训室、PLC实训室做与理论教学同步展开的实训项目。根据教学大纲的要求,

四、《电气控制与PLC技术》学科教学的开展

 1、教学内容的选定:本教学计划通过了学校机电教研组的审核,并开展了两年多的教学,效果比较理想。该课程因技能训练的可操作性强,所以整个教学过程都在实验室里进行。根据教学计划的要求,相当于把本课程分为23个阶段目标。其中19、20两个阶段目标难度稍大,可以作为学生选修的内容,其他的阶段目标可以作为必修的内容,当然教师可以根据方向及课时的多少灵活决定必修和选修的内容。每一个阶段目标为2至5课时不等。2、学生的分组:每学期初,教师可根据学校场地的情况进行分组,如每2个一台PLC,每人一块电力拖动接线板,每组四人,并选定一位认真负责的学生作为小组长。小组长主要督促本组同学的技能训练及工作页的完成,组织本组同学进行日常学业完成情况的自评与互评,促进本组成员在学习中互相交流、达到本组成员能力不断提高的目的,对个别违纪的学生进行监督等,并配合教师记录一学期学生完成各项教学任务的情况。3、课堂教学的开展:本课程在学校排课时尽可能做到几节课连堂,以保证教学的连续性,在每节课或每个阶段目标开始之前,教师要进行合理的讲授,如以“用PLC设计三路抢答器”为例,教师先说明三路抢答器的要求:“在主持人宣布开始抢答后,三个组开始抢答,谁先压下按钮谁先答题,答题后主持人按复位按钮使电路复位,然后进入下一题的抢答”。教师接下来介绍梯形图、指令、上机操作、接线图。 对于这个阶段目标,教师一节课可以讲解完,余下的两节课的时间学生可以根据自己的学习能力建构不同的学习任务,教师可以把学生要掌握的和可以去学习的任务板书在黑板上:a、I/O分配表;b、三路抢答器的PLC接线;c、程序的编写及输入;d、抢答操作;e、改变输入或输出端进行编程和接线;f、练习程序的插入或删除;g、用二种方法设计三路抢答器;h、在上述基础上改进电路,使其变为四路或五路抢答器……上述a、b、c、d是所有学生都学会的,而d、e、f、g、h等是学生有选择进行自主学习的内容。教师只要稍微从知识的横向或纵向结构仔细思考一下,就可以为学生设计出很多有的问题来。在这样一种学习氛围的影响下,学生的思维得到了充分的锻炼,经过一定时期的学习,大部分学生就能学会这样一种思维模式,开始能为自己设计学习的问题了。在学生自主学习的过程中,教师起到引导、激发学生学习的作用。学生可以自主同学生交流,也可以与教师探讨。使教学在互动、活跃中进行。在课堂上,教师能体会到学生个体的智能差异,做到了课堂内的“分层教学”,学习能力差的学生可以先学习基本的内容,然后再根据自己的能力有选择的学习;对于能力较强的学生,教师安排了较多的选学内容,使其能充分的利用课堂的时间来学习、思考、自主设计。PLC学科具有很强的基础性,后面的知识是建立在所学的内容的基础上的,如了解了三路抢答器的接线,其它电路的接线也就大同小异了,只是所接的输入和输出点数不同罢了;如PLC软件的使用,通过多次操作后,便会慢慢熟练起来……  在完成教学任务时,开始可能会比较慢,但随着学生知识的积累,操作能力的提高,后面的阶段目标将会非常顺利的达成,教学效果将会理想。

五、学生学业成绩的评价

《电气控制与PLC控制技术》学生学业成绩评价按教学计划的要求,对学生的能力目标是:完成21个以上阶段目标的学习,熟悉电气识图、电气控制线路的分析和设计,有较好的实践操作能力,具备基本的程序的设计、PLC接线、上机编程、操作的能力。为了保证教学目标的实现,根据学生实际情况对学生学业进行了以下几方面的评价:1、阶段目标的完成情况:在开学初,教师学生小组学业评价表,并交小组长,方便在每个阶段目标完成后进行记录和评价,同时负责本组同学课外作业完成情况的记录。2、一个学期共组织四次小测验:测验的内容包括应知和应会两部分,以检测学生每一段的学习情况,培养学生立设计电路、应用知识解决实践问题的能力。3、期中期末考试(实操与理论知识相结合):综合检验学生对知识的了解,以加强学生综合运用知识的能力。4、科技论文:在教师下让学生根据所学的电器与PLC知识写一篇科技小论文,课题名称:“如PLC技术在×××上的应用”利用课外时间完成,学期末上交。5、其它:考勤:因学校的实训楼与教学楼有一定的距离,学生常有迟到现象,所以将考勤作为对学生评价的一部分。规范操作:培养学生良好的操作习惯,如工具的规范使用,工作场地清洁的维护,用电常识等。课堂表现:对的违纪行为进行记录,如学生上课睡觉、越位、打游戏、看小说、听MP3、聊天等。

在两年电器与PLC技术的教学过程中,本人认真按教学计划实施教学,引入学生小组管理,创设师生平等情境;让学生自主建构知识体系,重视学生个性发展,发挥学生、合作精神,激发学生的潜能;学生不再是简单的学会知识、技能的接受者,而是学会学习、学会创造的主人;使发展性课堂教学评价得到了较好的体现。


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随着工业自动化的发展,PLC技术已成为各类职业技术学校电子与电气的一门必修课,且在职业技能鉴定中可编程序控制器也逐渐成为的考核内容。

但在从事PLC的教学过程中,我发现学生在学习PLC时,相对较为吃力,久而久之便丧失了学习的热情和兴趣。那么,究竟如何才能真正做到有效地提高plc的教育、教学质量,从而学以至用?经过多年的教学实践和探索,我对以往的教学方法进行了大胆改进和, 并了良好的教学效果。

一、以通俗形象的实例上好起始课

    俗话说,良好的开端是成功的前提和基础。刚开始上PLC课程时,学生对本课程不了解,很容易理解为计算机之类的编程课程,产生难学没有信心的念头。老师一定要在教材、教法的研究上下功夫,提高教学的艺术性和科学性。在现代化科技飞速发展信息时代,教师应多与本相关的资料。提高自身素质,给学生以信心,激发学生的学习兴趣。比如讲授PLC课程时,列举PLC在工业、农业、交通运输业及日常生活中广泛应用的例子,如:汽车生产流水线,学校的机械加工、数控机床、机械手的控制、电梯控制、钢铁集团的高炉上料,货物的存取、运输、检测,大型造纸厂中PLC的应用,甚至是机器人的控制等等都有PLC的功劳,还有繁华城市的霓虹灯、交通灯,舒适小区里的人工喷泉……这些与大家日常生活息息相关的例子,使学生对这门课程有一个初步的了解,觉得它就在我们身边,同时教师还可以联系就业市场的需求(有较多单位提出“懂得PLC者”),从而激发了学生的学习欲望。

二、 让学生自己动手制作

    在现代化科技飞速发展信息时代,教师的教学媒体不仅是黑板、教材,还可以从各方面多的资料信息,如:校园网或互联网。同时不仅是老师传授给学生,学生可以通过老师给出的任务书,从各方面资料,充分发挥学生的想象。这样不仅培养了学生的思维能力,而且在完成任务书的同时,不自觉地学会了解决问题的方法,在这过程中还增强了学生之间信息交流。例如:在了解PLC的用途之后,让每个组的学生自己动手画有关与PLC应用有关的图片,有条件的可以用相机拍或者从网上下载与PLC应用有关的图片,连成一幅作品,完成后粘贴在班级教室内,供学生参观他们所做的成果。学生做的图片五彩缤纷,有美丽的喷泉、霓虹灯、交通灯、电子屏幕车展,轰隆隆的炼钢炉、数控车床、自控轧钢机、自动运料车、造纸厂,还有珠江啤酒厂的生产流水线、本田的汽车生产流水线,天河城的电梯等等,学生的一幅幅作品,有的还加上“PLC就在这里”、“瞧,PLC多厉害”、“没有PLC,工人就辛苦”、“瞧,你每天用的纸张PLC提高了多少效率”的说明等等。这样不但激发学生学习的兴趣,还在享受成就感的同时培养自信心、拓展了学生的创造性思维。

 三、采用直观教学

    直观教学可以激发学生的兴趣,同时还培养了学生的观察能力,增强感性认识,扩大学生的思维空间,

开阔学生的想象力,利于对知识的理解。例如:在讲解PLC的结构时,教师带学生到实验室观看PLC示教板,了解PLC的外部结构及外部设备等,这样对PLC的外部结构就有一个感性的认识,与老师在黑板上详细地讲解这些理论知识比较起来,学生愿意选择前者,教学效果前者会好得多,对理性知识,学生在感性直观教学中易于理解、掌握。但对于PLC的内部结构,我们不能解体PLC,则利用挂图讲解,这样学生对PLC就有一个较清晰的印象。记得在实验室中有个学生问:“一个小小地PLC就有那么厉害?”我说:“那要看你会不会用它,即使是一块玉,你不认识它,那它和一块普通地石头没什么两样。”就这样,学生在好奇心的驱使下对这门课程感兴趣。

四、上好实验课

    实验教学是学生乐于接受的学习方式,满足学生们的好奇心,激发学生学习知识的兴趣。实验课不但是对理论课的,也是强化学习效果的重要手段,可以加深对理论知识的理解,让学生在实验中体会到PLC教学内容丰富、应用广泛,体会到PLC是能解决实际问题的实用学科,而不是枯燥无味的说教。

    实验主要要求学生通过动手、观察、直观感受,掌握现象和结论,进一步加深理解所学理论知识,同时PLC实验,可以调试自己编制的程序,进行模拟实验。在培养学生动手能力的同时,培养学生应用理论知识的能力及处理和解决问题的能力。例如:电机正反转PLC控制实验时,教师复习学生电拖中做过的双重连锁电机正反转的电气原理图,讲解“翻译法”,让学生把它变成PLC的梯形图。接着由学生自己动手把I/O接线图接好,用手编器把程序一条条输入到PLC中,再运行自己所编的程序。当学生见到自己的电机正转、反转、停时,有学生说:“不是很难,比电拖接线快多了。”有了这个基础,教师可以引导学生编制“控制先电机正转10秒再反转5秒后停”的程序,观察现象,这时要学生在程序中改正反转的时间就是轻而易举的事了。通过,以上实验,学生既动手编制、调试自己的程序,又对难懂的定时器的理论知识加深理解。

五、应用多媒体计算机辅助教学

    我们可以应用多媒体制作电子教案,借助多媒体技术,用生动丰富的画面和美妙动听的音乐效果吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣。例如:讲解交通信号灯控制程序时,学生对整个过程较易混淆,教师可以制作电子教案用一张张图片和动画描述十字路口的车行交通灯,还有交警在指挥,当东西绿灯亮时,交警指挥东西方向的车通行,同时南北红灯会发出声音:“南北车请暂停”,20秒时间快到时,东西绿灯开始说话:“20了,请注意”东西绿灯开始闪3秒,接着东西黄灯亮3秒,这时交警示意东西车停,南北车行,东西红灯亮,并发出声音:“东西车请暂停”,同时南北绿灯亮,20秒时间快到时,南北绿灯开始说话:“20了,请注意”南北绿灯开始闪3秒,接着南北黄灯亮3秒……通过动听的音乐、形象的画面,学生对十字路口的车行交通灯的工作过程,东西南北红、绿、黄灯的交替过程不易模糊,印象较深,有助于程序的理解。

    总之,兴趣是学生主动学习的动力之一,他们对学习的追求往往来源于兴趣。凡是有兴趣的东西,就容易激发学生的学习热情,引起学生的思考,学生若能有兴趣地学,教学就成功了一半。因此在教学中,教师要把握时机,结合教材特点,把兴趣的东西引入课堂,这些东西越接近学生的日常生活,同时又不偏离教材,学生对所学知识就越容易理解,学生学习的兴趣也越浓,从而学生学习的自觉性和主动性也跟着提高。教师积利用这一点,引导学生主动思维,从开始教师提出问题,激发学生的兴趣,引导学生分析问题,如何解决问题。逐渐地由学生提出问题,自行分析问题到解决问题。这样不但提高了学生的学习PLC知识的兴趣,而且还提高了学生的分析问题和解决问题的能力。


可以用以下的方式计算脉冲宽度。
创建一个脉宽调制子程序
使用PLS脉冲输出功能和PWM功能创建一个20 kHz 脉冲序列。使用菜单“工具> 位置向导”。
选择“配置S7-200 集成的 PTO/PWM 功能”。
然后选择相应的输出用于发出脉冲,生成一个自动脉冲发生器 (如 Q0.0)。
选择 PWM 功能和相应的时基 (微秒时基,时钟周期 50 µs,25 µs 脉宽)。
然后点击“完成”确认创建子程序。
使用指令向导HSC创建高速计数器
使用菜单 工具>指令向导>HSC 打开高速计数器向导。
在向导中选择相应的高速计数器 (如 HSC 1 模式 2),初始化选项。
关闭向导。


插入子程序或中断到项目中
在子程序SBR_0 中, 分配中断程序 (INT_0) 到事件 1 (I0.0 的下降沿) 。
在中断程序中(INT_0), 拷贝当前计数值 HC1 到双字中 (VD0) 然后重新初始化计数器,复位计数器到0。
 
硬件连接
连接输出 Q0.0 (脉冲发生器)到高速计数器输入  (例子中是 I0.6  HSC1)。
将要测量的脉冲 (initiator) 连接到启动输入 (I1.1  HSC1) 然后连接到中断输入 (I0.0)。当启动输入使能的时候,20 kHz脉冲开始计数。
处理输入 I1.0 (复位输入 HSC1) 防止信号被使能。
I0.0的每个下降沿到来时,高速计数器 HSC1的计数值都会被读出来,填写到先前定义的存储区(VD0)中,计数器复位0。
通过的脉冲序列计算脉冲宽度 (计算公式:测量的脉冲数量 x 0.0005 µs)。
系数0.0005 通过脉冲序列 20000 的1/x 算出。
STEP 7 Micro/WIN 项目下载
下载中包含所有的子程序,中断和程序调用。项目使用 STEP 7 Micro/WIN V3.2.4.27 创建。

 S7200Pulse.exe 复制 "S7200Pulse.exe" 文件到单的目录中,然后双击打开文件。 STEP 7 Micro/WIN 项目自解压。然后可以用 STEP 7 Micro/WIN V3.2.4.27 打开项目


随着信息化自动的快速发展, PLC可编程逻辑控制器在我公司使用越来越多,它采用可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它具有丰富的输入/输出接口,并且具有较强的驱动能力。目前我公司部分设备采用PLC集中自动控制,应用PLC可使机电设备的生产效率大幅提高,同时也可为机电设备的故障诊断带来大的方便,PLC应用的深度和广度已成为一个国家工业水平的重要标志。
如何判断开关量信号的故障
所谓开关量即是数字量,也就是输入端子的“位”状态值置位“0”或 “1”。PLC对开关量的信号的识别是通过其数字输入模块完成的。
PLC在控制机电设备时,设备中的各种操作按钮及压力、温度、液位、行程开关等开关量直接与PLC的输入模块端子相连,每个输入端子在PLC的数据区中分配有一个“位”,每个“位”在内存中为一个地址。PLC的内部电路可以扫描到开关信号的有无。读取PLC输入位的状态值可以作为判断开关量故障信号的依据,诊断开关量故障的过程实质就是将PLC输入位正常的状态值与相应的输入位的实际值相比较的过程。如果二者比较的结果是一致的则表明机电设备处于正常工作情况,不一致则说明对应输入位的设备部位处于故障状态。这就是PLC诊断基于开关量信号故障的基本原理。
一般PLC均有LED指示灯可以帮助检查故障是否由外部设备引起。不论在模拟调试还是实际应用中,若系统某回路不能按照要求动作,应检查PLC输入开关点接触是否(一般可通过查看输入LED指示灯或直接测量输入端)。若输入信号未能传到PLC,则应去检查输入对应的外部回路;若输入信号已经采集到,则再看PLC是否有相应输出指示,若没有,则是内部程序问题或输出LED指示灯问题;若输出信号已确信发出,则应去检查外部输出回路(从PLC输出往后检查)。
在输出回路中,由于短路或其它原因造成PLC输出点在内部粘滞,只需将其接线换至另一预留的空接线点上,同时修改相应程序,将原输出标号改为新号即可。
这种诊断方法,故障定位准确,可进行实时在线诊断。通过PLC的梯形图编程,还可将故障诊断融入过程控制,达到保护机电设备的目的。
如何判断模拟量信号的故障
PLC对模拟量信号的识别是通过PLC的模拟量输入模块来完成的。模拟量输入模块采用A/D转换原理,输入端接收来自传感器或信号发生器送来的模拟信号,输出端输出的模拟信号作用于PLC的控制对象。
PLC诊断模拟量故障的过程,实质就是将在相应A/D通道读到的检测信号的模拟量的实际值与系统允许的限值相比较的过程。如果比较的结果是实际值远离限值,则表明机电设备对应的受监控部位处于正常状态,(信息来源www..cn)如果实际值接近或达到限值,则为不正常状态。判断故障发生与否的限值根据实际系统相应的参数变化范围确定,利用PLC的模拟量设定开关可设置该限值。
当模拟量的实际值达到模拟量设定开关的设定值,PLC还能按照一定的逻辑关系启动开关量模块上的输出位,或者从PLC的通讯口主动发起通讯,从而输出故障诊断的,并据此实现对机电设备的控制。
具体应用
根据上述原理和方法,可利用PLC诊断我公司PLC电气设备的故障。我厂现有的PLC电气设备大都是以下列模式实现功能的,如图1所示。
这些信号既有触点信号,又有数字信号和模拟信号。根据PLC程序的编制,这些信号在操作界面或PLC模块上都有一固定的位置,常开点显示为“0”,常闭点显示为“1”。如果某一指令在执行机构上没有动作,那么在计算机或控制屏上就能显示出来,这样我们就可以检查是信号没有传到PLC还是PLC没有传到执行机构,故障很容易发现。
下面以我公司新上的罩式电炉为例介绍这种方法的使用。例如炉罩移开点动失效,检查步骤如下:根据PLC的程序找到“炉罩移开”输入信号对应的地址为02CH07,也就是02CH输入模块的7个输入点,,如果LED灯亮说明PLC已接收到输入信号,按钮到PLC之间的传输线没有断点,相反LED灯不亮说明输入信号在这段线路上有断点,应检查这段线路。如果输入信号接收正常,那么就得进行二步检查,找到 “炉罩移开”输出信号在PLC中的即输出模块12CH的0个输出点,查看LED指示灯是否点亮,如果LED指示灯亮,表明输出信号正常,这时应是外部接触器及传动机构的故障,如果LED指示灯不亮,说明是PLC的程序有问题或是某些条件没有满足,导致没有输出,这时应打开PLC的梯形图程序进行修改和在线观察,看欠缺哪些条件,然后再逐一排查。用这样的方法我们将会很快查到问题所在,避免了走弯路,也节省了很多时间,不会影响生产。
总结
PLC可为机电设备的故障诊断提供强有力的技术支持,给机电设备的维护带来了大的方便,避免了许多重复无意义的工作,提高了维修的效率,在实际应用中了非常好的效果。


  在分析PLC过程控制故障特点的基础上,介绍四种PLC故障分析与排除的方法,并列举两实例说明故障分析与排除的过程。
    PLC故障特点
    PLC控制系统故障是指其失去了规定功能,一般指整个生产控制系统失效的总和,它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括端口和现场控制检测设备,如继电器、接触器、阀门、电动机等。
    大多数有关PLC的故障是外围接口信号故障,所以在维修时,只要PLC有些部分控制的动作正常,都不应该怀疑PLC程序。如果通过诊断确认运算程序有输出,而PLC的物理接口没有输出,则为硬件接口电路故障。另外硬件故障多于软件故障,大多是由外部信号不满足或执行元件故障引起,而不是PLC系统的问题。
    PLC故障分析及排除方法
    为了便于故障的及时解决,要区分故障是全局性还是局部性的,如上位机显示多处控制元件工作不正常,提示很多报警信息,这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析。
    1.根据上位机的报警信息查找故障。PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能,当系统发生故障时立即给出报警信息,可以、准确地查明原因并确定故障部位,具有事半功倍的效果,是维修人员排除故障的基本手段和方法。
    2.根据动作顺序诊断故障。对于自动控制,其动作都是按照一定的顺序来完成的,通过观察系统的运动过程,比较故障和正常时的情况,即可发现疑点,诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启,如果管路不通水泵是不能启动的。
    3.根据PLC输入输出口状态诊断故障。在PLC控制系统中,输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的,因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来,这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障,可不必查看程序和有关电路图,通过查询PLC的I/O接口状态,即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。
    4.通过PLC程序诊断故障。PLC控制系统出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因;有些虽然在屏幕上有报警信息,但并没有直接反映出报警的原因;还有些故障不产生报警信息,只是有些动作不执行。遇到后两种情况,跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息,监视相关输人、输出及标志位的状态,跟踪程序的运行,而复杂的故障使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作,检查发现对应的PLC输出端口为0,于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制,水温不够PLC就没有输出,把水温升高后故障排除。
    当然,上述方法只是给出了故障解决的切人点,产生故障的原因很多,所以单纯依靠某种方法是不能实现故障检测的,需要多种方法结合,配合电路、机械等部分综合分析。
    典型故障分析实例
    实例1:故障现象是供热系统正常运行过程中,突然警报声响,上位机监控界面提示“MCC故障”。
    根据上位机的报警信息,MCC表示电机控制盘。结合电路图,发现所有电机的空气开关辅助常开触点都是串联起来再连接到PLC的输入点,开关合上后,触点闭合,任何一个触点断开,都会提示“MCC故障”,所以分析是电机控制部分出现了问题。为了确定具体是哪个电机出现了问题,先从配电室进行查找,每个电气柜的外面都有黄色指示灯,从电路图发现,指示灯是由这个盘的所有空气开关的辅助常闭触点并联后控制的,任何一个触点接通后,都会使该灯亮。据此找到黄色指示灯亮的电气柜,打开后发现是1号排水泵电机空气开关跳闸,合上运行又立即跳闸,判断是电机过载或有短路现象。现场用摇表检测电机线圈正常,手摇电机旋转,听到械摩擦的声音,打开水泵后发现是固定叶轮的螺母脱落,造成电流过大,导致跳闸,把螺母紧固后故障排除。
    实例2:故障现象是供热系统的流量调节阀能正常打开,无论手动和自动均无问题,但关闭后一直红绿闪烁,导致出现报警,但并未对生产造成影响。
    通过上位机监控和现场观察,发现该阀门能够正常打开和关闭,所以可以排除机械问题。通过分析电路发现,与该阀门相关的只有其自带的限位开关与PLC连接,所以可以初步判断故障在限位开关或PLC上。由于该阀门位置较高,检查较困难,不便检查限位开关。经过仔细观察PLC的I/O接口状态,发现阀门打开后接口指示灯亮,关闭后指示灯灭,即正好与阀门的开关状态相对应。为此得出结论,问题出在阀门的反馈开关上,该阀门是个调节阀,应该反馈阀门的关闭信号,即关闭后应该反馈+24V信号,打开后反馈OV,而现场发现反馈线接到了常开触点上,导致阀门关闭后没有信号反馈,屏幕显示红绿闪烁。由于PLC程序只用到阀门的关闭信号,所以阀门打开后程序并不认为反馈出错,阀门打开显示是正常的,把反馈线接到常闭触点上后故障排除。


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