西门子6ES7222-1HF22-0XA8诚信合作

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一、软故障的判断和处理

S5 PLC具有自诊断能力，发生模块功能错误时往往能报警并按预先程序作出反应，通过故障指示灯就可判断。当电源正常，各指示灯也指示正常，特别是输入信号正常，但系统功能不正常（输出无或乱）时，本着先易后难、先软后硬的检修原则检查用户程序是否出现问题。S5的用户程序储存在PLC的RAM中，是掉电易失性的，当后备电池故障系统电源发生闪失时，程序丢失或紊乱的可能性就很大，当然强烈的电磁干扰也会引起程序出错。有EPROM存储卡及插槽的PLC恢复程序就相当简单，将EPROM卡上的程序拷回PLC后一般都能解决问题；没有EPROM子卡的用户就要利用PG的联机功能将正确的程序发送到PLC上。需要特别说明的是，有时简单的程序覆盖不能解决问题，这时在重新拷贝程序前总清一下RAM中的用户程序是相当必要的。通过将PLC上的“RUN”“ST”开关按RUN－－-ST－－-RUN－－-ST－－-RUN的顺序拨打一遍或在PG上执行“bbbbbb—Blocks—Delete－－-inPLC—allblocks－－-overall—Reset”功能就完成了RAM中程序的总清。
另外，保存在EPROM中的程序并不是万无一失的，过分相信EPROM上的程序有时会给检修带来困惑。所以经常性的检查核对EPROM中的程序，特别是PG中的备份程序就显的尤为重要。

检修实例：设备上电后无法启动。工程师在检查后认为程序出错，很自然地将EPROM卡插入PLC中，总清后拷贝程序，完成后重启，故障依旧，由于程序不大，逐条把EPROM上的程序读出，与手册上的指令核对后发现一样，重复拷贝无效后认为是PLC硬件故障。我们用PG将备份程序调出，与EPROM上的程序进行比对，结果语句指令表相同，但程序存放地址发生了变化，把备份程序发送到PLC后设备运行正常。可见EPROM上的程序也出现了错误，用紫外线擦除后重新写入问题解决。

二、PLC硬件故障

PLC的硬件故障较为直观地就能发现，维修的基本方法就是换模块。根据故障指示灯和故障现象判断故障模块是检修的关键，盲目的换会带来不必要的损失。

（1）电源模块故障。

一个工作正常的电源模块，其上面的工作指示灯如“AC”、“24VDC”、“5VDC”、“BATT”等应该是长亮的，哪一个灯的颜色发生了变化或闪烁或熄灭就表示那一部分的电源有问题。“AC”灯表示PLC的交流总电源，“AC”灯不亮时多半无工作电源，整个PLC停止。这时就应该检查电源保险丝是否熔断，换熔丝是应用同规格同型号的保险丝，无同型号的进口熔丝时要用电流相同的快速熔丝代替。如重复烧保险丝说明电路板短路或损坏，换整个电源。“5VDC”、“24VDC”灯熄灭表示无相应的直流电源输出，当电源偏差出正常值5%时指示灯闪烁，此时虽然PLC仍能工作，但应引起重视，必要时停机检修。“BATT”变色灯是后备电源指示灯，正常，黄色电量低，红色故障。黄灯亮时就应该换后备电池，手册规定两到三年换锂电池一次，当红灯亮时表示后备电源系统故障，也需要换整个模块。

（2）I/O模块故障。
输入模块一般由光电耦合电路组成；输出模块根据型号不同有继电输出、晶体管输出、光电输出等。每一点输入输出都有相应的发光二管指示。有输入信号但该点不亮或确定有输出但输出灯不亮时就应该怀疑I/O模块有故障。输入和输出模块有6到24个点，如果只是因为一个点的损坏就换整个模块在经济上不合算。通常的做法是找备用点替代，然后在程序中改相应的地址。但要注意，程序较大是查找具体地址有困难。特别强调的是，无论是换输入模块还是换输出模块，都要在PLC断电的情况下进行，S5带电插拔模块是不允许的。

（3）CPU模块故障。
通用型S5 PLC的CPU模块上往往包括有通信接口、EPROM插槽、运行开关等，故障的隐蔽性大，因为换CPU模块的费用很大，所以对它的故障分析、判断要尤为仔细。

检修实例：一台PLC合上电源时无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯先闪烁后常亮，断电复位后故障依旧，换CPU模块后运行正常。在进行芯片级维修时换了CPU但故障灯仍然不停闪烁，至到换了通信借口板后功能才恢复正常。

三、外围线路故障。

据有关文献报道，在PLC控制系统中出现的故障率为：CPU及存储器占5%，I/O模块占15%，传感器及开关占45%，执行器占30%，接线等其他方面占5%，可见80%以上的故障出现在外围线路。外围线路由现场输入信号（如按钮开关、选择开关、接近开关及一些传感器输出的开关量、继电器输出触点或模数转换器转换的模拟量等）和现场输出信号（电磁阀、继电器、接触器、电机等），以及导线和接线端子等组成。接线松动、元器件损坏、机械故障、干扰等均可引起外围电路故障，排查时要仔细，替换的元器件要选用性能系数高的器件。一些功能强大的控制系统采用故障代码表表示故障，对故障的分析排除带来大便利，应好好利用。

检修实例：水下切粒机的控制系统出现故障，工程师发现I5.4无输入导致Q7.0无输出，切粒机无法开启。检查后发现信号转换器和接近开关同时损坏，换后正常。像这类故障就具有一定的隐蔽性，排故时要借助万用表、系统原理图和逻辑图逐级排除。

SIMATICS5控制系统综合了数字电路、模拟电路、继电回路和计算机技术，具有较高的稳定性和性，但一旦出现故障就会造成整个系统停机损失较大，维修有一定困难且维修费用也较高，借助的维修工具除了万用表有时还要用到示波器甚至计算机，这就要求维修人员具有较高的技能，并且有一定的外语和计算机功底，只有对整个系统了解和熟悉后才能对常见的故障做到判断、排除，并尽可能地降低维修费用，确保系统的正常稳定

 PLC的种类非常多，可以根据控制要求及PLC的功能、I/O点数、存储容量，以及、维修方便、等因素加以综合考虑。对于一个企业，应尽量统一 PLC的机型，这样其外部设备通用，资源可共享，也易于联网通信，便于组成分布式控制系统。

    1．PLC的I/O点数选择

    要考虑控制要求，在这一前提下，还要兼顾价格及备用裕量。通常I/O点数是根据受控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%--30%的备用量来确定的。

    2．PLC结构形式的选择

    对于整体结构式的PLC，其每一个I/O点的平均价格比模块式，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的系统；而模块式PLC的功能扩展灵活方便，在I/O点数、I／0模块的种类等方面，选择余地大，维修时只需换模块，同时故障判断也很方便，因此，模块式PLC -般用于较复杂的系统和工作环境较差的场合。

    3．PLC安装方式的选择

    PLC的安装方式可分为集中式、远程式和多台联网分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、。大型系统经常采用远程I/O式，因为它们的装置分布范围很广。对于多台联网的分布式控制，采用多台设备分别立控制且相互之间采用通信联系方式时，则要选择具有较强通信功能的小型机。

    4．PLC功能的选择

    PLC的功能主要有逻辑运算、算术运算、计时、计数、数据处理、PID运算和通信功能。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可以选用小型的且能配接A/D和D/A转换，具有加减算术运算、数据传送功能的PLC。对于控制系统较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可按控制规模的大小及复杂程度，选用中型或大型PLC。

1  引言 
                    
  　制动器是保摩托车行驶的重要部件，现代高速摩托车均采用盘式制动器。盘式制动器性能的好坏对摩托车的制动性起着至关重要的作用，因此，对摩托车盘式制动器性能的检测，是摩托车制动系检测系统中的重要组成部分。为了保摩托车盘式制动器的生产质量，提高摩托车盘式制动器的制动性能，对摩托车盘式制动器的性能进行的检测。由plc和上位机结合的检测系统，精度高且简单。
            
2  制动器结构及工作原理
                    
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面为工作表面的金属圆盘，即制动盘，并被固定在轮毂上。其固定元件是由二到四个工作面积不大的摩擦块与金属背板组成的制动块。这些制动块及其助动装置都装在横跨制动盘两侧夹钳的钳型支架中，总称为制动钳[1]。
                    
液压制动器是利用杠杆原理和帕斯卡定律，通过传递并增大操纵力对车轮产生制动转矩和摩擦元件间的摩擦阻力，将行驶中摩托车动能转化为摩擦热能，再依靠摩擦元件吸收并释放热量，达到减缓车速或停车的目的。对制动手柄施加外力后，使手柄油缸中的制动液产生压力并通过油管传送到制动钳一端的油缸活塞上，活塞推动摩擦片夹紧制动盘而使车轮产生制动[1]。由此可见，制动钳的钳口力决定着制动器的制动能力，而钳口力与手柄位移和手柄力有关。所以从三个方面对液压盘式制动器的性能进行测试，即钳口力、手柄位移和手柄力。

3  检测系统组成
                    
本测试系统主要由检测台体、plc、上位机三部分组成。

检测台体主要由检测台架、夹具、手柄力及钳口力传感器、手柄位移传感器、限开关、电机、气缸等组成[3]，是检测系统的基础。
                    
上位机是整个控制系统的，其主要利用良好的图形用户界面，显示手柄力及钳口力的大小和手柄位移等参数和对应的曲线，并且向plc发出控制指令。
                    
plc是该系统的下位机，负责现场高速数据采集(控制手柄的位置)，实现逻辑、定时、计数、等功能，通过串行通讯口向上位机传送plc工作状态及有关数据，同时从上位机接受指令，向警报器、打印机等发出命令，实现上位机对控制系统的管理，提高了plc的控制能力和控制范围，使整个系统成为集散控制系统。 
                
当按下启动按钮后整个测试过程由plc控制自动进行，气动执行机构推动制动手柄进行模拟制动，同时手柄力及钳口力传感器、手柄位移传感器获得的检测模拟信号传输到plc的模拟模块，plc通过rs485/232接口与上位机通信，plc把传感器的模拟信号转换成数字信号传输到上位机，显示器别显示手柄力及钳口力的大小和手柄位移等参数和对应的曲线，当设定电机运行时间结束时电机停止且反转使气动执行机构复位，限开关起限位保护作用，当气动执行机构推动手柄与限开关接触时，电机自动停止，若有出设定合格值，报警器会及时报警。

4  系统设计
                    
主控制器采用西门子plc，s7-300系列plc功能强大，采用模块化设计，有处理单元(cpu)、各种信号模块(sm)、通信模块(cp)、功能模块(fm)、电源模块(ps)、接口模块(im)等，有多种规格的cpu可供选择。siemens s7-300，它是一种积木式结构，系统构成和扩展都十分方便[2]。
            
3.1 系统硬件配置
                    
s7-300主要配置如下：电源模块选用ps3075a；处理模块(cpu)选用cpu313c-2dp；数字量输入模块(di)选用sm321 di16xdc24v；数字量输出模块(do)选用sm322  do16xdc24v/0.5a；模拟量输入/输出模块(ai/ao)：选用sm334。
            
3.2 i/o定义与编程设计
                     
plc的输入、输出端子分配情况如附表所示。测试过程根据程序设计在开始检测以后自动完成，根据设定的测量值的，系统自动出不合格的产品并报警。

5  结束语
                    
整个系统基于plc及上位机设计，实现了模拟信号的数字化显示，检测准确，降低操作复杂度。上位机提供了软件支持，能够实现完善的监控功能，进行管理并提供友好的人机接口。所有的系统参数报警故障信息等都可以通过上位机监控。进一步提高了系统集成度性，降低了其复杂性，上位机与plc实时通信参与控制，提高了企业信息化和测试设备的自动化水平