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時間：2021-04-11作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：7

 

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大量的工程實(shí)踐表明，PLC外部輸入、輸出設(shè)備的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)**PLC本身的故障率，而這些設(shè)備出現(xiàn)故障后，PLC一般不能覺察出來，可能使故障擴(kuò)大，直至強(qiáng)電保護(hù)裝置后才停機(jī)，有時甚至?xí)斐稍O(shè)備和人身事故。停機(jī)后，查找故障也要花費(fèi)很多時間。為了及時發(fā)現(xiàn)故障，在沒有釀成事故之前使PLC自動停機(jī)和，也為了方便查找故障，效率，可用PLC程序?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷和自處理。

??現(xiàn)代的PLC擁有大量的資源，如FX2N系列PLC有幾千點(diǎn)輔助繼電器、幾百點(diǎn)定時器和計數(shù)器，有相當(dāng)大的裕量，可以把這些資源利用起來，用于故障檢測。



??（1）**時檢測機(jī)械設(shè)備在各工步的所需的時間一般是不變的，即使變化也不會太大，因此可以以這些時間為參考，在PLC發(fā)出輸出，相應(yīng)的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)開始時啟動一個定時器定時，定時器的設(shè)定值比正常情況下該的時間長20％左右。例如設(shè)某執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動機(jī)）在正常情況下運(yùn)行50s后，它驅(qū)動的部件使限位開關(guān)，發(fā)出結(jié)束。若該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的時間**過60s（即對應(yīng)定時器的設(shè)定時間），PLC還沒有接收到結(jié)束，定時器延時接通的常開觸點(diǎn)發(fā)出故障，該停止正常的循環(huán)程序，啟動和故障顯示程序，使操作人員和人員能迅速判別故障的種類，及時采取排除故障的措施。

??（2）邏輯錯誤檢測在正常運(yùn)行時，PLC的輸入、輸出和內(nèi)部的（如輔助繼電器的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯，則說明出現(xiàn)了故障。因此，可以編制一些常見故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。例如某機(jī)械運(yùn)動中先后有兩個限位開關(guān)，這兩個不會同時為ON狀態(tài)，若它們同時為ON，說明至少有一個限位開關(guān)被卡死，應(yīng)停機(jī)進(jìn)行處理。

??3．預(yù)知

??某些是可以預(yù)知的，如PLC的輸出命令使執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如大功率電動機(jī)、電磁鐵），常常會伴隨產(chǎn)生火花、電弧等，它們產(chǎn)生的可能使PLC接收錯誤的信息。在容易產(chǎn)生這些的時間內(nèi)，可用PLC的某些輸入，在易發(fā)期過去后，再取消。

采用冗余或熱備用

??某些控制（如化工、造紙、冶金、核電站等）要求有較高的可靠性，如果控制出現(xiàn)故障，由此引起停產(chǎn)或設(shè)備損壞將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，僅僅通過PLC控制的自身可靠性是不了要求。在這種要求較高可靠性的大型中，常采用冗余或熱備用來有效地解決上述問題。



??1．冗余

??所謂冗余是指中有多余的部分，沒有它照樣工作，但在出現(xiàn)故障時，這多余的部分能立即替代故障部分而使繼續(xù)正常運(yùn)行。冗余一般是在控制中重要的部分（如CPU模塊）由兩套相同的硬件組成，當(dāng)某一套出現(xiàn)故障立即由另一套來控制。是否使用兩套相同的I/O模塊，取決于對可靠性的要求程度。

??兩套CPU模塊使用相同的程序并行工作，其中一套為主CPU模塊，一塊為備用CPU模塊。在正常運(yùn)行時，備用CPU模塊的輸出被禁止，由主CPU模塊來控制的工作。同時，主CPU模塊還不斷通過冗余處理單元（RPU）同步地對備用CPU模塊的I/O映像寄存器和其它寄存器進(jìn)行刷新。當(dāng)主CPU模塊發(fā)出故障信息后，RPU在1～3個掃描周期內(nèi)將控制功能切換到備用CPU。I/O的切換也是由RPU來完成。

??a)冗余b)熱備用

??2．熱備用

??熱備用的結(jié)構(gòu)較冗余簡單，雖然也有兩個CPU模塊在同時運(yùn)行一個程序，但沒有冗余處理單元RPU。兩個CPU模塊的切換，是由主CPU模塊通過通信口與備用CPU模塊進(jìn)行通信來完成的。兩套CPU通過通訊接口連在一起。當(dāng)出現(xiàn)故障時，由主CPU通知備用CPU，并實(shí)現(xiàn)切換，其切換一般較慢。

PLC在當(dāng)前工廠中是自動化生產(chǎn)的重要組成部分，為了保它在生產(chǎn)中的、安全和可靠，必須對它進(jìn)行合理的設(shè)計。



??（一）分析被控對象并提出控制要求

??詳細(xì)分析被控對象的工藝及工作特點(diǎn)，了解被控對象機(jī)、電、液之間的配合，提出被控對象對PLC控制的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計任務(wù)書。

??（二）確定輸入／輸出設(shè)備

??根據(jù)的控制要求，確定所需的全部輸入設(shè)備（如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)及各種傳感器等）和輸出設(shè)備（如：器、電磁閥、指示燈及其它執(zhí)行器等），從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。

??（三）選擇PLC

??PLC選擇包括對PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇，詳見本章*二節(jié)。

??（四）分配I/O點(diǎn)并設(shè)計PLC硬件線路

??1.分配I/O點(diǎn)

??畫出PLC的I/O點(diǎn)與輸入／輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第２步中進(jìn)行。

??2.設(shè)計PLC硬件線路

??畫出其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入可編程控制器的控制電路等。

??由PLC的I/O連接圖和PLC電氣線路圖組成的電氣原理圖。到此為止的硬件電氣線路已經(jīng)確定。

程序設(shè)計

??1.程序設(shè)計

??根據(jù)的控制要求，采用的設(shè)計來設(shè)計PLC程序。程序要以控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：

??1）初始化程序。

       在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟必要的，避免發(fā)生誤。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。

??2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對，一般在程序設(shè)計基本完成時再添加。

??3）保護(hù)和連鎖程序。

       保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于操作而引起的控制邏輯混亂。

??2.程序模擬調(diào)試

??程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場的不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和模擬法兩種形式。

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