plc原理與維修
plc原理與維修
一、PLC定義
可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡稱PLC,是一種數字運算操作電子系統,專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的,模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程
定義強調了PLC是:1 數字運算操作的電子系統——也是一種計算機
2 專為在工業環境下應用而設計
3 面向用戶指令——編程方便
4 邏輯運算、順序控制、定時計算和算術操作
5 數字量或模擬量輸入輸出控制
6 易與控制系統聯成一體
7 易于擴充
二、PLC特點
為適應工業環境使用,與一般控制裝置相比較,PLC機有以下特點:
1. 可靠性高,抗干擾能力強
工業生產對控制設備的可靠性要求:
①平均故障間隔時間長
②故障修復時間(平均修復時間)短
任何電子設備產生的故障,通常為兩種:
①偶發性故障。由于外界惡劣環境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障,只要不引起系統部件的損壞,一旦環境條件恢復正常,系統也隨之恢復正常。但對PLC而言,受外界影響后,內部存儲的信息可能被破壞。
②永久性故障。由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障。
如果能限制偶發性故障的發生條件,如果能使PLC在惡劣環境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍,使PLC在惡劣條件消失后自動恢復正常,這樣就能提高平均故障間隔時間;如果能在PLC上增加一些診斷措施和適當的保護手段,在永久性故障出現時,能很快查出故障發生點,并將故障限制在局部,就能降低PLC的平均修復時間。為此,各PLC的生產廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施,使PLC除了本身具有較強的自診斷能力,能及時給出出錯信息,停止運行等待修復外,還使PLC具有了很強的抗干擾能力。
·硬件措施:
主要模塊均采用大規模或超大規模集成電路,大量開關動作由無觸點的電子存儲器完成,I/O系統設計有完善的通道保護和信號調理電路。
① 屏蔽——對電源變壓器、CPU、編程器等主要部件,采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽,以防外界干擾。
② 濾波——對供電系統及輸入線路采用多種形式的濾波,如LC或π型濾波網絡,以消除或抑制高頻干擾,也削弱了各種模塊之間的相互影響。
③ 電源調整與保護——對微處理器這個核心部件所需的+5V電源,采用多級濾波,并用集成電壓調整器進行調整,以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。
④ 隔離——在微處理器與I/O電路之間,采用光電隔離措施,有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯系,減少故障和誤動作;各I/O口之間亦彼此隔離。
⑤ 采用模塊式結構——這種結構有助于在故障情況下短時修復。一旦查出某一模塊出現故障,能迅速更換,使系統恢復正常工作;同時也有助于加快查找故障原因。
·軟件措施:
有極強的自檢及保護功能。
①故障檢測——軟件定期地檢測外界環境,如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等。以便及時進行處理。
②信息保護與恢復——當偶發性故障條件出現時,不破壞PLC內部的信息。一旦故障條件消失,就可恢復正常,繼續原來的程序工作。所以,PLC在檢測到故障條件時,立即把現狀態存入存儲器,軟件配合對存儲器進行封閉,禁止對存儲器的任何操作,以防存儲信息被沖掉。
③設置警戒時鐘WDT(看門狗)——如果程序每循環執行時間超過了規定的時間,預示了程序進入死循環,立即報警。
④加強對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯,立即報警,并停止執行。
⑤對程序及動態數據進行電池后備——停電后,利用后備電池供電,有關狀態及信息就不會丟失。
PLC的出廠試驗項目中,有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為1000V,上升時間1nS,脈沖寬度為1μS的干擾脈沖。一般,平均故障間隔時間可達幾十萬~上千萬小時;制成系統亦可達4~5萬小時甚至更長時間。
2 .通用性強,控制程序可變,使用方便
PLC品種齊全的各種硬件裝置,可以組成能滿足各種要求的控制系統,用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后,在生產工藝流程改變或生產設備更新的情況下,不必改變PLC的硬設備,只需改編程序就可以滿足要求。因此,PLC除應用于單機控制外,在工廠自動化中也被大量采用。
3.功能強,適應面廣
現代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數、順序控制等功能,還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產機械、一條生產線,又可控制一個生產過程。
4.編程簡單,容易掌握
目前,大多數PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統控制線路的清晰直觀,又考慮到大多數工廠企業電氣技術人員的讀圖習慣及編程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓,電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。
5.減少了控制系統的設計及施工的工作量
由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件,控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。同時,PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試,更減少了現場的調試工作量。并且,由于PLC的低故障率及很強的監視功能,模塊化等等,使維修也極為方便。
6.體積小、重量輕、功耗低、維護方便
PLC是將微電子技術應用于工業設備的產品,其結構緊湊,堅固,體積小,重量輕,功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力,易于裝入設備內部,是實現機電一體化的理想控制設備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例:其外型尺寸僅為305×110×110mm,重量2.3kg,功耗小于25VA;而且具有很好的抗振、適應環境溫、濕度變化的能力。現在三菱公司又有FX系列PLC,與其超小型品種F1系列相比:面積為47%,體積為36%,在系統的配置上既固定又靈活,輸入輸出可達24~128點。
三、PLC的應用范圍
目前,在國內外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各行各業,隨著PLC性能價格比的不斷提高,其應用領域不斷擴大。從應用類型看,PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面:
1.開關量邏輯控制
利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數等功能實現邏輯控制,可以取代傳統的繼電器控制,用于單機控制、多機群控制、生產自動線控制等,例如:機床、注塑機、印刷機械、裝配生產線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用,也是PLC最廣泛的應用領域。
2.運動控制
大多數PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備,如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。
3.過程控制
大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能,有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實現模擬量控制,而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環控制,用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環位置控制和速度控制等方面。
4.數據處理
現代的PLC都具有數學運算、數據傳送、轉換、排序和查表等功能,可進行數據的采集、分析和處理,同時可通過通信接口將這些數據傳送給其它智能裝置,如計算機數值控制(CNC)設備,進行處理。
5.通信聯網
PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與其它智能設備之間的通信,PLC系統與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉換單元相連構成網絡,以實現信息的交換,并可構成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統,滿足工廠自動化(FA)系統發展的需要。
四、PLC的分類
PLC產品種類繁多,其規格和性能也各不相同。對PLC的分類,通常根據其結構形式的不同、功能的差異和I/O點數的多少等進行大致分類。
1.按結構形式分類
根據PLC的結構形式,可將PLC分為整體式和模塊式兩類。
(1)整體式PLC
整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內,具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式結構。整體式PLC由不同I/O點數的基本單元(又稱主機)和擴展單元組成。基本單元內有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口,以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內只有I/O和電源等,沒有CPU。基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元,如模擬量單元、位置控制單元等,使其功能得以擴展。
(2)模塊式PLC
模塊式PLC是將PLC各組成部分,分別作成若干個單獨的模塊,如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活,可根據需要選配不同規模的系統,而且裝配方便,便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結構。
還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來,構成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜進行聯接,并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣,不但系統可以靈活配置,還可做得體積小巧。
2.按功能分類
根據PLC所具有的功能不同,可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。
(1)低檔PLC 具有邏輯運算、定時、計數、移位以及自診斷、監控等基本功能,還可有少量模擬量輸入/輸出、算術運算、數據傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統。
(2)中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外,還具有較強的模擬量輸入/輸出、算術運算、數據傳送和比較、數制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯網等功能。有些還可增設中斷控制、PID控制等功能,適用于復雜控制系統。
(3)高檔PLC 除具有中檔機的功能外,還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯網功能,可用于大規模過程控制或構成分布式網絡控制系統,實現工廠自動化。
3.按I/O點數分類
根據PLC的I/O點數的多少,可將PLC分為小型、中型和大型三類。
(1).小型PLC——I/O點數< 256點;單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。
如:GE-I型 美國通用電氣(GE)公司
TI100 美國德洲儀器公司
F、F1、F2 日本三菱電氣公司
C20 C40 日本立石公司(歐姆龍)
S7-200 德國西門子公司
EX20 EX40 日本東芝公司
SR-20/21 中外合資無錫華光電子工業有限公司
(2). 中型PLC——I/O點數256~2048點;雙CPU,用戶存儲器容量2~8K
如:S7-300 德國西門子公司
SR-400 中外合資無錫華光電子工業有限公司
SU-5、SU-6 德國西門子公司
C-500 日本立石公司
GE-Ⅲ GE公司
(3). 大型PLC——I/O點數> 2048點;多CPU,16位、32位處理器,用戶存儲器容量8~16K
如:S7-400 德國西門子公司
GE-Ⅳ GE公司
C-2000 立石公司
K3 三菱公司等
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五、電器控制系統的組成
1 電器控制系統的組成
任何一個電器控制系統,都是由輸入部分、輸出部分和控制部分組成,如圖1所示。

圖1 電器控制系統的組成
其中輸入部分是由各種輸入設備,如按鈕、位置開關及傳感器等組成;控制部分是按照控制要求設計的,由若干繼電器及觸點構成的具有一定邏輯功能的控制電路;輸出部分是由各種輸出設備,如接觸器、電磁閥、指示燈等執行元件組成。電器控制系統是根據操作指令及被控對象發出的信號,由控制電路按規定的動作要求決定執行什么動作或動作的順序,然后驅動輸出設備去實現各種操作。由于控制電路是采用硬接線將各種繼電器及觸點按一定的要求連接而成,所以接線復雜且故障點多,同時不易靈活改變。
2 PLC控制系統的組成
由PLC構成的控制系統也是由輸入、輸出和控制三部分組成。
PLC控制系統的輸入、輸出部分和電器控制系統的輸入、輸出部分基本相同,但控制部分是采用“可編程”的PLC,而不是實際的繼電器線路。因此,PLC控制系統可以方便地通過改變用戶程序,以實現各種控制功能,從根本上解決了電器控制系統控制電路難以改變的問題。同時,PLC控制系統不僅能實現邏輯運算,還具有數值運算及過程控制等復雜的控制功能。
六、PLC的選型方法
在PLC系統設計時,首先應確定控制方案,下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的、標準的,按照易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統,PLC的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間,因此,工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作,然后根據控制要求,估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設備特性等,最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統。
一、輸入輸出(I/O)點數的估算
I/O點數估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10%~20%的可擴展余量后,作為輸入輸出點數估算數據。
二、存儲器容量的估算
存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小,程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小,因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制,因此,程序容量在設計階段是未知的,需在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來替代。
存儲器內存容量的估算沒有固定的公式,許多文獻資料中給出了不同公式,大體上都是按數字量I/O點數的10~15倍,加上模擬I/O點數的100倍,以此數為內存的總字數(16位為一個字),另外再按此數的25%考慮余量。
三、控制功能的選擇
該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。
(一)運算功能
簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能;普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能;較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等;大型PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統的出現,目前在PLC中都已具有通信功能,有些產品具有與下位機的通信,有些產品具有與同位機或上位機的通信,有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發,合理選用所需的運算功能。大多數應用場合,只需要邏輯運算和計時計數功能,有些應用需要數據傳送和比較,當用于模擬量檢測和控制時,才使用代數運算,數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。
(二)控制功能
控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等,應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制,因此,大多數場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。
(三)通信功能
大中型PLC系統應支持多種現場總線和標準通信協議(如TCP/IP),需要時應能與工廠管理網(TCP/IP)相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準,應是開放的通信網絡。
PLC系統的通信接口應包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等;大中型PLC通信總線(含接口設備和電纜)應1:1冗余配置,通信總線應符合國際標準,通信距離應滿足裝置實際要求。
PLC系統的通信網絡中,上級的網絡通信速率應大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC系統的通信網絡主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網絡;2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構成主從式PLC網絡;3)PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網;4)專用PLC網絡(各廠商的專用PLC通信網絡)。
為減輕CPU通信任務,根據網絡組成的實際需要,應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網)通信處理器。
(四)編程功能
離線編程方式:PLC和編程器公用一個CPU,編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務,不對現場設備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,CPU對現場設備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本,但使用和調試不方便。在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機CPU負責現場控制,并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換,編程器把在線編制的程序或數據發送到主機,下一掃描周期,主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高,但系統調試和操作方便,在大中型PLC中常采用。
五種標準化編程語言:順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結構文本(ST)兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準(IEC6113123),同時,還應支持多種語言編程形式,如C,Basic等,以滿足特殊控制場合的控制要求。
(五)診斷功能
PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷,通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。
PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術能力的要求,并影響平均維修時間。
(六)處理速度
PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看,處理速度應越快越好,如果信號持續時間小于掃描時間,則PLC將掃描不到該信號,造成信號數據的丟失。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前,PLC接點的響應快、速度高,每條二進制指令執行時間約0.2~0.4Ls,因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期(處理器掃描周期)應滿足:小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K;大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。
四、機型的選擇
(一)PLC的類型
PLC按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類;按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發,通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。
整體型PLC的I/O點數固定,因此用戶選擇的余地較小,用于小型控制系統;模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的I/O點數,功能擴展方便靈活,一般用于大中型控制系統。
(二)輸入輸出模塊的選擇
輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統一。例如對輸入模塊,應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊,應考慮選用的輸出模塊類型,通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點;可控硅輸出模塊適用于開關頻繁,電感性低功率因數負荷場合,但價格較貴,過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等,與應用要求應一致。
可根據應用要求,合理選用智能型輸入輸出模塊,以便提高控制水平和降低應用成本。
考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。
(三)電源的選擇
PLC的供電電源,除了引進設備時同時引進PLC應根據產品說明書要求設計和選用外,一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源,與國內電網電壓一致。重要的應用場合,應采用不間斷電源或穩壓電源供電。
如果PLC本身帶有可使用電源時,應核對提供的電流是否滿足應用要求,否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC,對輸入和輸出信號的隔離是必要的,有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。
(四)存儲器的選擇
由于計算機集成芯片技術的發展,存儲器的價格已下降,因此,為保證應用項目的正常投運,一般要求PLC的存儲器容量,按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時,應選擇容量更大,檔次更高的存儲器。
(五)經濟性的考慮
選擇PLC時,應考慮性能價格比。考慮經濟性時,應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素,進行比較和兼顧,最終選出較滿意的產品。
輸入輸出點數對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數增加到某一數值后,相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加,因此,點數的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮,使整個控制系統有較合理的性能價格比。
七、PLC應用中需要注意的問題
PLC是一種用于工業生產自動化控制的設備,一般不需要采取什么措施,就可以直接在工業環境中使用。然而,盡管PLC有可靠性較高,抗干擾能力較強,但當生產環境過于惡劣,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不當,就可能造成程序錯誤或運算錯誤,從而產生誤輸入并引起誤輸出,這將會造成設備的失控和誤動作,從而不能保證PLC的正常運行,要提高PLC控制系統可靠性,一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗干擾能力;另一方面,要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視,多方配合才能完善解決問題,有效地增強系統的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問題:
1.工作環境
(1)溫度
PLC要求環境溫度在0~55oC,安裝時不能放在發熱量大的元件下面,四周通風散熱的空間應足夠大。
(2)濕度
為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。
(3)震動
應使PLC遠離強烈的震動源,防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。
(4)空氣
避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。
(5)電源
PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中,可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端,當輸入端使用外接直流電源時,應選用直流穩壓電源。因為普通的整流濾波電源,由于紋的影響,容易使PLC接收到錯誤信息。
八、PLC的維修保養
一、 保養規程、設備定期測試、調整規定
(1) 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況,若發現松動的地方及時重新堅固連接;
(2) 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓;
二、 設備定期清掃的規定
(1) 每六個月或季度對PLC進行清掃,切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下,進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好,將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生;
(2) 每三個月更換電源機架下方過濾網;
三、 檢修前準備、檢修規程
(1) 檢修前準備好工具;
(2) 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞,必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作;
(3) 檢修前與調度和操作工聯系好,需掛檢修牌處掛好檢修牌;
四、 設備拆裝順序及方法
(1) 停機檢修,必須兩個人以上監護操作;
(2) 把CPU前面板上的方式選擇開關從“運行”轉到“停”位置;
(3) 關閉PLC供電的總電源,然后關閉其它給模坂供電的電源;
(4) 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下,然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲,電源機架就可拆下;
(5) CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲后拆下;
(6) 安裝時以相反順序進行;
五、 檢修工藝及技術要求
(1) 測量電壓時,要用數字電壓表或精度為1%的萬能表測量
(2) 電源機架,CPU主板都只能在主電源切斷時取下;
(3) 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前,要斷開PC的電源,這樣才能保證數據不混亂;
(4) 在取下RAM模塊之前,檢查一下模塊電池是否正常工作,如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失;
(5) 輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源,但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下,但CPU板上的QVZ(超時)燈亮;
(6) 撥插模板時,要格外小心,輕拿輕放,并運離產生靜電的物品;
(7) 更換元件不得帶電操作;
(8) 檢修后模板安裝一定要安插到位;
(1) 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況,若發現松動的地方及時重新堅固連接;
(2) 對柜中給主機供電的電源每月重新測量工作電壓;
二、 設備定期清掃的規定
(1) 每六個月或季度對PLC進行清掃,切斷給PLC供電的電源把電源機架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下,進行吹掃、清掃后再依次原位安裝好,將全部連接恢復后送電并啟動PLC主機。認真清掃PLC箱內衛生;
(2) 每三個月更換電源機架下方過濾網;
三、 檢修前準備、檢修規程
(1) 檢修前準備好工具;
(2) 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞,必須用保護裝置及認真作防靜電準備工作;
(3) 檢修前與調度和操作工聯系好,需掛檢修牌處掛好檢修牌;
四、 設備拆裝順序及方法
(1) 停機檢修,必須兩個人以上監護操作;
(2) 把CPU前面板上的方式選擇開關從“運行”轉到“停”位置;
(3) 關閉PLC供電的總電源,然后關閉其它給模坂供電的電源;
(4) 把與電源架相連的電源線記清線號及連接位置后拆下,然后拆下電源機架與機柜相連的螺絲,電源機架就可拆下;
(5) CPU主板及I/0板可在旋轉模板下方的螺絲后拆下;
(6) 安裝時以相反順序進行;
五、 檢修工藝及技術要求
(1) 測量電壓時,要用數字電壓表或精度為1%的萬能表測量
(2) 電源機架,CPU主板都只能在主電源切斷時取下;
(3) 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前,要斷開PC的電源,這樣才能保證數據不混亂;
(4) 在取下RAM模塊之前,檢查一下模塊電池是否正常工作,如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失;
(5) 輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源,但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下,但CPU板上的QVZ(超時)燈亮;
(6) 撥插模板時,要格外小心,輕拿輕放,并運離產生靜電的物品;
(7) 更換元件不得帶電操作;
(8) 檢修后模板安裝一定要安插到位;
九、PLC的編程算法
PLC中無非就是三大量:開關量、模擬量、脈沖量。
1、 開關量也稱邏輯量,指僅有兩個取值,0或1、ON或OFF。它是最常用的控制,對它進行控制是PLC的優勢,也是PLC最基本的應用。
開關量控制的目的是,根據開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序,使PLC產生相應的開關量輸出,以使系統能按一定的順序工作。所以,有時也稱其為順序控制。
而順序控制又分為手動、半自動或自動。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。
2、 模擬量是指一些連續變化的物理量,如電壓、電流、壓力、速度、流量等。
PLC是由繼電控制引入微處理技術后發展而來的,可方便及可靠地用于開關量控制。由于模擬量可轉換成數字量,數字量只是多位的開關量,故經轉換后的模擬量,PLC也完全可以可靠的進行處理控制。
由于連續的生產過程常有模擬量,所以模擬量控制有時也稱過程控制。
模擬量多是非電量,而PLC只能處理數字量、電量。所有要實現它們之間的轉換要有傳感器,把模擬量轉換成數電量。如果這一電量不是標準的,還要經過變送器,把非標準的電量變成標準的電信號,如4—20mA、1—5V、0—10V等等。同時還要有模擬量輸入單元(A/D),把這些標準的電信號變換成數字信號;模擬量輸出單元(D/A),以把PLC處理后的數字量變換成模擬量——標準的電信號。所以標準電信號、數字量之間的轉換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標準的電信號。例如:
PLC模擬單元的分辨率是1/32767,對應的標準電量是0—10V,所要檢測的是溫度值0—100℃。那么0—32767對應0—100℃的溫度值。然后計算出1℃所對應的數字量是327.67。如果想把溫度值精確到0.1℃,把327.67/10即可。
模擬量控制包括:反饋控制、前饋控制、比例控制、模糊控制等。這些都是PLC內部數字量的計算過程。
3、 脈沖量是其取值總是不斷的在0(低電平)和1(高電平)之間交替變化的數字量。每秒鐘脈沖交替變化的次數稱為頻率。
PLC脈沖量的控制目的主要是位置控制、運動控制、軌跡控制等。例如:脈沖數在角度控制中的應用。
十、PID(比例-積分-微分)控制器
當今的自動控制技術都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個部分:測量、比較和執行。測量關心的變量,與期望值相比較,用這個誤差糾正調節控制系統的響應。
在工程實際中,應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,控制理論的其它技術難以采用時,系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定,這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象,或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時,最適合用PID控制技術。PID控制,實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。
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