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摘要:可编程序控制器是在GM10条提出,由DEC公司于1969年研制成功,从而诞生了世界上第一台可编程控制器(Programmable Logic Controllers),简称PLC。它在工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广泛。本文结合实际使用中容易出现的一些故障进行分析。
关键词:可编程序控制器;GM10条;故障处理
Abstract: Programmable controller is put forward in article GM10, successfully developed in 1969 by DEC company, thus was born the world's first Programmable controller (Programmable Logic Controllers), hereinafter referred to as PLC. It in industrial automation, mechanical and electrical integration, traditional industrial technology application is more and more widely. In this paper, combined with the actual use of some fault is analyzed.
Key words: programmable controller; Article GM10; Fault handling
中图分类号:U412.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1968年,美国通用汽车公司(GM公司)为了适应汽车型号不断更新的趋势,以求在竞争激烈的汽车工业中取得优势,试图研制一种能尽量减少因汽车型号变动而重新设计汽车装配线上各种继电器控制线路的方法,从而降低生产成本,缩短产品开发周期,并提出了10条技术招标指标:
1、用户编程方法简单易行,并可以在现场调试时方便地修改程序;
2、系统应由插件或者模块组成,以便用户维护和修理;
3、系统的可靠性应明显高于原继电器控制柜;
4、系统的体积应明显小于原继电器控制柜;
5、与原继电器控制柜相比,系统生产成本应有较强的竞争力,即其性能价格比应高于原继电器控制柜;
6、可将数据直接输入到系统中的管理计算机中,以便用户操作;
7、输入的开关量应该可以是高于交流115V的电压讯号;
8、输出的驱动讯号应具有115V、2A以上的容量,即可以直接驱动电磁阀等执行机构;
9、具有灵活的扩展能力,以便在制造新型汽车或者改进制造工艺和流程时,不需对原装置的硬件作大的改动;
10、用户程序的容量不少于4KB。
以上便是大家常称的GM10条,它是PLC诞生的前提,随后DEC公司中标后,于1969年研制成功,从而诞生了世界上第一台可编程控制器(Programmable Logic Controllers),简称PLC。
经过40余年的发展,可编程序控制器(简称PLC)根据工业自动控制要求不断扩展和完善自身功能,逐步形成以PLC为核心的控制系统网络,其综合了现代信息技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术的新型工业自动化控制装置和系统。它在工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广泛。
PLC是基于电子计算机技术,并且用于工业现场的电控装置。它源于继电器控制装置,但不像继电器装置那样通过电路的物理过程实现控制,而是基于电子计算机,靠运行存储于PLC内存中的程序,把经输入电路的物理过程送入PLC的信息进行变换,进而再通过输出电路的物理过程去实现控制。简而言之,在PLC控制系统中看不见中间继电器,如时间继电器、计数器等,它用程序来代替中间继电器,用户程序如电气梯形图一样,只表达了一种逻辑控制关系。
我公司96万吨捣固焦炉,装煤车、推焦车、拦焦车、堆起料机电器控制复杂,均采用PLC控制,虽然PLC品牌不同,但它们的工作方式和原理基本相同,下面针对PLC在使用中出现的一些故障和处理方法谈谈自己的认识:
1、PLC的输入、输出点留有余量:
在设计PLC电控系统时,其所使用的I/O点应该占PLC整个I/O点的80---90%,一是方便电控系统扩展,二是在用I/O点某一个损坏时,可以在原有程序上将损坏I/O点的地址改为备用I/O点的地址,下装至PLC,解决I/O点故障。
2、在PLC输出侧加装中间继电器或续流二极管:
虽然PLC的输出接点一般有2A的容量,但对于控制一些较大及频繁动作的接触器或电磁阀,仍有可能造成输出接点损坏,因而要在它们之间加装中间继电器,实现“以小带大”的目的。同时,对于PLC输出接点属于晶闸管类型的,可在PLC输出接点所带线圈的两端反向并联续流二极管,避免当线圈中电流消失时,其感应电动势在线圈两端产生反向电压,当反向电压高于晶闸管的反向击穿电压时,将导致输出接点损坏。
3、PLC电源故障:
当向PLC供电时,PLC表面上设置的[POWER]LED指示灯会亮。如果电源合上但[POWER]LED指示灯不亮,应检查电源接线是否连接良好,电压是否符合要求。若同一电源有其它负载时,应检查有无过电流和接地短路故障,从而造成PLC电源电压幅值降低。若不是上述原因,则可能是PLC内混入导电性异物或其它异常情况,使保险丝熔断,此时可通过更换保险丝来解决。
4、PLC主站与子站通讯故障:
当[SF]或[EPROR]LED亮时,一般表示PLC内部故障或带诊断功能模块错误,与输入、输出电路无关,但当PLC系统有主站和子站时,其通讯线路断线,也会引起此故障指示灯亮,另外还需要检查通讯线路的终端电阻(一般阻值为120欧姆)的阻值是否变化。
5、变频器由PLC控制时,应设置旁路控制系统:
现在PLC和变频器已经结合的非常紧密,由PLC控制变频器来实现电機调速的控制系统被广泛应用于工业生产中,但对于某些重点设备,一旦PLC出现故障将导致设备停运,给生产系统带来极大不利影响,因此需要PLC和变频器控制系统外,设置旁路控制系统,使其直接控制变频器,保障重点设备的稳定运行。
6、对于机械式限位开关应采用其常闭接点:
在PLC控制系统中,自动化程度越高,其所使用的限位开关就越多。对于机械式限位开关应尽量使用其常闭点,使其到位打开。因为机械式限位开关的大部分故障是接点接触不良,还有线路虚接等,如果采用其常开点,当控制对象到位后,限位开关接点闭合不良,不能及时将到位信号反馈给PLC,使PLC误认为控制对象还没有到位,将使其继续前行,则可能导致事故的发生。因此为了避免此类事故的发生,应可能使用机械式限位开关的常闭点作为PLC的信号的反馈点。
7、I/O点插件故障
一般PLC的I/O点,属于插件型,方便PLC的更换,但是对于一些设备本身振动较大的地方,有可能导致I/O插件整体松动,从而导致插件上所有输入点或输出点不能动作,此时不要单一考虑某一个故障,而要对插件所有I/O点进行检查,这样可以快速查清故障,缩短故障处理时间。
在PLC系统中,其接地电阻的阻值应保持在4欧姆以下,如果接地电阻阻值升高,将会导致整个PLC控制系统运行不稳定,干扰PLC正常通讯,给PLC故障判断带来不便。
一般来说,可编程序控制器一旦调试完毕投入使用后,其出错的几率比较小。为此我们在查找故障原因,先要从外部线路入手。以上是我在PLC应用中对其故障的一些粗浅认识,由于本人学识有限,文中难免有错误和疏漏之处,恳请读者批评指正。
关键词:可编程序控制器;GM10条;故障处理
Abstract: Programmable controller is put forward in article GM10, successfully developed in 1969 by DEC company, thus was born the world's first Programmable controller (Programmable Logic Controllers), hereinafter referred to as PLC. It in industrial automation, mechanical and electrical integration, traditional industrial technology application is more and more widely. In this paper, combined with the actual use of some fault is analyzed.
Key words: programmable controller; Article GM10; Fault handling
中图分类号:U412.6文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1968年,美国通用汽车公司(GM公司)为了适应汽车型号不断更新的趋势,以求在竞争激烈的汽车工业中取得优势,试图研制一种能尽量减少因汽车型号变动而重新设计汽车装配线上各种继电器控制线路的方法,从而降低生产成本,缩短产品开发周期,并提出了10条技术招标指标:
1、用户编程方法简单易行,并可以在现场调试时方便地修改程序;
2、系统应由插件或者模块组成,以便用户维护和修理;
3、系统的可靠性应明显高于原继电器控制柜;
4、系统的体积应明显小于原继电器控制柜;
5、与原继电器控制柜相比,系统生产成本应有较强的竞争力,即其性能价格比应高于原继电器控制柜;
6、可将数据直接输入到系统中的管理计算机中,以便用户操作;
7、输入的开关量应该可以是高于交流115V的电压讯号;
8、输出的驱动讯号应具有115V、2A以上的容量,即可以直接驱动电磁阀等执行机构;
9、具有灵活的扩展能力,以便在制造新型汽车或者改进制造工艺和流程时,不需对原装置的硬件作大的改动;
10、用户程序的容量不少于4KB。
以上便是大家常称的GM10条,它是PLC诞生的前提,随后DEC公司中标后,于1969年研制成功,从而诞生了世界上第一台可编程控制器(Programmable Logic Controllers),简称PLC。
经过40余年的发展,可编程序控制器(简称PLC)根据工业自动控制要求不断扩展和完善自身功能,逐步形成以PLC为核心的控制系统网络,其综合了现代信息技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术的新型工业自动化控制装置和系统。它在工业自动化、机电一体化、传统产业技术等方面应用越来越广泛。
PLC是基于电子计算机技术,并且用于工业现场的电控装置。它源于继电器控制装置,但不像继电器装置那样通过电路的物理过程实现控制,而是基于电子计算机,靠运行存储于PLC内存中的程序,把经输入电路的物理过程送入PLC的信息进行变换,进而再通过输出电路的物理过程去实现控制。简而言之,在PLC控制系统中看不见中间继电器,如时间继电器、计数器等,它用程序来代替中间继电器,用户程序如电气梯形图一样,只表达了一种逻辑控制关系。
我公司96万吨捣固焦炉,装煤车、推焦车、拦焦车、堆起料机电器控制复杂,均采用PLC控制,虽然PLC品牌不同,但它们的工作方式和原理基本相同,下面针对PLC在使用中出现的一些故障和处理方法谈谈自己的认识:
1、PLC的输入、输出点留有余量:
在设计PLC电控系统时,其所使用的I/O点应该占PLC整个I/O点的80---90%,一是方便电控系统扩展,二是在用I/O点某一个损坏时,可以在原有程序上将损坏I/O点的地址改为备用I/O点的地址,下装至PLC,解决I/O点故障。
2、在PLC输出侧加装中间继电器或续流二极管:
虽然PLC的输出接点一般有2A的容量,但对于控制一些较大及频繁动作的接触器或电磁阀,仍有可能造成输出接点损坏,因而要在它们之间加装中间继电器,实现“以小带大”的目的。同时,对于PLC输出接点属于晶闸管类型的,可在PLC输出接点所带线圈的两端反向并联续流二极管,避免当线圈中电流消失时,其感应电动势在线圈两端产生反向电压,当反向电压高于晶闸管的反向击穿电压时,将导致输出接点损坏。
3、PLC电源故障:
当向PLC供电时,PLC表面上设置的[POWER]LED指示灯会亮。如果电源合上但[POWER]LED指示灯不亮,应检查电源接线是否连接良好,电压是否符合要求。若同一电源有其它负载时,应检查有无过电流和接地短路故障,从而造成PLC电源电压幅值降低。若不是上述原因,则可能是PLC内混入导电性异物或其它异常情况,使保险丝熔断,此时可通过更换保险丝来解决。
4、PLC主站与子站通讯故障:
当[SF]或[EPROR]LED亮时,一般表示PLC内部故障或带诊断功能模块错误,与输入、输出电路无关,但当PLC系统有主站和子站时,其通讯线路断线,也会引起此故障指示灯亮,另外还需要检查通讯线路的终端电阻(一般阻值为120欧姆)的阻值是否变化。
5、变频器由PLC控制时,应设置旁路控制系统:
现在PLC和变频器已经结合的非常紧密,由PLC控制变频器来实现电機调速的控制系统被广泛应用于工业生产中,但对于某些重点设备,一旦PLC出现故障将导致设备停运,给生产系统带来极大不利影响,因此需要PLC和变频器控制系统外,设置旁路控制系统,使其直接控制变频器,保障重点设备的稳定运行。
6、对于机械式限位开关应采用其常闭接点:
在PLC控制系统中,自动化程度越高,其所使用的限位开关就越多。对于机械式限位开关应尽量使用其常闭点,使其到位打开。因为机械式限位开关的大部分故障是接点接触不良,还有线路虚接等,如果采用其常开点,当控制对象到位后,限位开关接点闭合不良,不能及时将到位信号反馈给PLC,使PLC误认为控制对象还没有到位,将使其继续前行,则可能导致事故的发生。因此为了避免此类事故的发生,应可能使用机械式限位开关的常闭点作为PLC的信号的反馈点。
7、I/O点插件故障
一般PLC的I/O点,属于插件型,方便PLC的更换,但是对于一些设备本身振动较大的地方,有可能导致I/O插件整体松动,从而导致插件上所有输入点或输出点不能动作,此时不要单一考虑某一个故障,而要对插件所有I/O点进行检查,这样可以快速查清故障,缩短故障处理时间。
在PLC系统中,其接地电阻的阻值应保持在4欧姆以下,如果接地电阻阻值升高,将会导致整个PLC控制系统运行不稳定,干扰PLC正常通讯,给PLC故障判断带来不便。
一般来说,可编程序控制器一旦调试完毕投入使用后,其出错的几率比较小。为此我们在查找故障原因,先要从外部线路入手。以上是我在PLC应用中对其故障的一些粗浅认识,由于本人学识有限,文中难免有错误和疏漏之处,恳请读者批评指正。