PLC應(yīng)用中的過程故障診斷
在應(yīng)用過程中决毕,往往用戶以為出問題的PLC里趴腋,有90%都不是PLC的問題勘纯。而是由于用戶不熟悉而造成的以為是故障、而其實(shí)不是故障的現(xiàn)象状植。用戶的接線錯(cuò)誤浊竟、編程錯(cuò)誤、開關(guān)位置的錯(cuò)誤浅萧、儀表故障逐沙、傳感器故障等哲思,都常常會(huì)使人誤以為是PLC的錯(cuò)誤版挣。
其實(shí),真正關(guān)心PLC的故障柴羞,還是在應(yīng)用過程中婆裹。最終發(fā)現(xiàn)PLC有問題,也是在應(yīng)用的時(shí)候稳嘁。而對(duì)PLC在應(yīng)用時(shí)候的故障診斷乱险,當(dāng)然是非常重要的,否則托习,不是PLC的問題能夠解決石检,而是這個(gè)客戶今后還會(huì)不會(huì)買你的東西的問題了。
但是虏淋,在應(yīng)用過程中惯斥,往往用戶以為出問題的PLC里,有90%都不是PLC的問題尸查。而是由于用戶不熟悉而造成的以為是故障病趋、而其實(shí)不是故障的現(xiàn)象。用戶的接線錯(cuò)誤竖伯、編程錯(cuò)誤存哲、開關(guān)位置的錯(cuò)誤、儀表故障七婴、傳感器故障等祟偷,都常常會(huì)使人誤以為是PLC的錯(cuò)誤。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)PLC沒有按照自己的期望來進(jìn)行工作時(shí)打厘,要對(duì)PLC和PLC周邊的設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行診斷修肠。
從PLC外部的情況來進(jìn)行的故障診斷
在PLC沒有像期望的那樣開始工作的時(shí)候,應(yīng)該先從PLC的外部來進(jìn)行判斷婚惫,這樣氛赐,可以比較輕易地排除那些不是故障的誤會(huì)。
所有的PLC在CPU模塊先舷、I/O模塊或電源模塊上都有LED指示燈艰管。通常滓侍,紅燈表示問題,綠燈表示OK牲芋。如果一個(gè)LED在閃爍撩笆,通常表示功能正在執(zhí)行或者這個(gè)模塊在等待什么。對(duì)LED燈狀態(tài)的正確詮釋可以節(jié)省你很多故障診斷的時(shí)間情庐。所以在故障診斷之前筷疹,你應(yīng)該把制造商的故障診斷指南看一遍并放在手邊。
如果PLC不能進(jìn)入運(yùn)行(RUN)模式辙资,你可以用下面的方法來看看問題是在硬件還是軟件:
a)臨時(shí)將終止循環(huán)指令放在你的用戶程序的第一行瞳竖。如果現(xiàn)在PLC可以進(jìn)入運(yùn)行模式了,表示問題在你的軟件中癌雷;而不是PLC的硬件問題乡捧。(有些PLC需要你在進(jìn)入運(yùn)行模式之前,先清除所有的錯(cuò)誤狀態(tài)魄仙,即使原來的問題已經(jīng)更正了)牵观。
b)將PLC的內(nèi)存復(fù)位(注意!首先水惑,你要將PLC的內(nèi)存的內(nèi)容做一份拷貝塌自,或者,你確信你愿意丟失內(nèi)存中所有的程序汽足、數(shù)據(jù)和組態(tài))悟旧。如果PLC現(xiàn)在可以進(jìn)入運(yùn)行模式,問題就出在組態(tài)或者沖突使用的內(nèi)存上诞外。
如果在檢測(cè)一個(gè)傳感器時(shí)澜沟,你發(fā)現(xiàn)PLC不能從一個(gè)傳感器得到信號(hào),首先檢查該傳感器的輸出是否正常峡谊,接線是否正確茫虽。如果傳感器經(jīng)檢查沒有問題,則更換一個(gè)同型號(hào)的輸入模塊既们,如果PLC能夠識(shí)別該模塊的改變濒析,就表示輸入模塊故障了(或者你剛才傳感器連線錯(cuò)誤了),那么,可以按照如下的方法觀察PLC輸入模塊的LED燈是否與傳感器的狀態(tài)變化一致:
a)如果輸入LED沒有動(dòng)靜啥纸,用萬用表檢查PLC輸入模塊的端子看看信號(hào)是否變化号杏。如果沒有,將傳感器與PLC的連接斷開斯棒,單獨(dú)對(duì)傳感器進(jìn)行測(cè)試盾致。看看外接電源是否正常荣暮,檢查直流電源的極性是否接反庭惜。有些PLC是漏電流型(SINK)的仇钞,所以對(duì)應(yīng)的傳感器電路必須是正端子接到PLC的輸入接點(diǎn)上,其它的DC輸入模塊是電流源型(SOURCE)的籽钝,則傳感器電路要通過電源的地線接到輸入接點(diǎn)上毯甘。
b)如果LED狀態(tài)是發(fā)生變化了,可能是你的程序有問題航赦。在你的用戶程序中的第一行加一條終止循環(huán)的指令沙书,然后運(yùn)行程序,觀察輸入映射表犹狮,如果該位現(xiàn)在改變了优学,問題就在你的程序,很可能是你的程序中有一條指令對(duì)輸入映射表進(jìn)行了改寫熔徊,從而改變了它的值烘牌。
如果輸入映射表依然不隨著輸入模塊的LED的狀態(tài)而改變,那么朽晓,可能是傳感器電路有故障。傳感器電路的電流能力可能不足以驅(qū)動(dòng)輸入狀態(tài)令聂,雖然它可能足以改變LED的狀態(tài)方仿。檢查輸入觸點(diǎn)有沒有不正常的小的電壓變化。
如果一個(gè)執(zhí)行器看來無法得到PLC試圖寫給它的信號(hào)统翩,觀察輸出模塊的LED仙蚜,確信它們是否隨著PLC改變輸出狀態(tài)而一起改變:
a) 如果LED確實(shí)改變,用萬用表檢查輸出模塊的端子厂汗,是否提供了足以驅(qū)動(dòng)外部電路的信號(hào)委粉,同時(shí)也檢查極性是否正確。如果是娶桦,則將執(zhí)行器從PLC上斷開贾节,對(duì)執(zhí)行器單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。(有些輸出模塊有保險(xiǎn)絲衷畦,檢查一下是否保險(xiǎn)絲斷了栗涂?)
b) 如果LED 不變化,檢查輸出電路的電源祈争,和它與輸出模塊的接線斤程,(DC 輸出可以是源型或漏型的),如果接線正確菩混,將執(zhí)行器從PLC的輸出模塊斷開忿墅,看看現(xiàn)在LED在不帶執(zhí)行器時(shí)是否改變。
更換一個(gè)同型號(hào)的輸出模塊棍潜,如果PLC可以改變仿真的輸出狀態(tài)恭吊,那么剛才的模塊或接線就有問題骏疆。
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PLC系統(tǒng)的硬件、組態(tài)和編程的故障分類和診斷方法
如果按照上面的方法唤吐,發(fā)現(xiàn)連接到傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可以工作潜佑,那么你就可以應(yīng)該檢查PLC內(nèi)部狀態(tài)或PLC程序的問題了。
由于PLC是由人來進(jìn)行安裝诫幼、組態(tài)和編程的镐准,所以可能會(huì)發(fā)生很多人為的使用過程中的錯(cuò)誤。PLC制造商通常都提供了很多工具來找出這些錯(cuò)誤翅殃。這些錯(cuò)誤可以分為以下幾類:
致命錯(cuò)誤
這些錯(cuò)誤將導(dǎo)致PLC離開運(yùn)行模式而進(jìn)入故障模式(類似于硬件故障所導(dǎo)致的情形)诈金。致命錯(cuò)誤通常發(fā)生在PLC開機(jī)自檢時(shí)或程序執(zhí)行時(shí)的部件失敗。有的編程和組態(tài)問題(如看門狗定時(shí)器超時(shí)臊娩,試圖運(yùn)行一個(gè)不存在的程序拐棺,等)也會(huì)導(dǎo)致致命錯(cuò)誤。
當(dāng)PLC進(jìn)入故障模式時(shí)框全,它將故障LED打開察绷,并將所有的輸出關(guān)閉為OFF(或者凍結(jié)在它們的上一個(gè)狀態(tài)),PLC也會(huì)在內(nèi)存中保存一個(gè)故障代碼津辩,編程人員可以讀取該故障代碼確定故障的原因拆撼,解決問題后,清除故障狀態(tài)喘沿,將PLC電源關(guān)掉再打開闸度,重新進(jìn)入運(yùn)行模式。
現(xiàn)在的PLC通常都會(huì)保存對(duì)幾個(gè)最近的故障的詳細(xì)描述蚜印,并允許編程人員編寫在致命故障發(fā)生時(shí)可以運(yùn)行的故障程序莺禁,我們?cè)诘诰耪略?jīng)描述過故障進(jìn)程,本章我們主要討論如何找到和使用故障代碼窄赋。
非致命故障
非致命故障是PLC可以探測(cè)到哟冬,但不至于使PLC離開運(yùn)行模式的故障。有些可探測(cè)的硬件問題寝凌,如內(nèi)存的后備電池電壓低柒傻,只導(dǎo)致非致命故障。非致命故障也可以由組態(tài)和編程錯(cuò)誤引起央颈,如一個(gè)定時(shí)中斷程序的執(zhí)行被一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的程序的運(yùn)行而延遲藻清,或者一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生了一個(gè)太大以致無法存入指定目標(biāo)內(nèi)存的數(shù),等等械耙。
非致命故障導(dǎo)致PLC設(shè)定相關(guān)的狀態(tài)位或者將相關(guān)的錯(cuò)誤代碼寫到內(nèi)存中诗差。當(dāng)結(jié)果太大或太小以致無法保存時(shí),數(shù)據(jù)字處理指令將把內(nèi)存中的算術(shù)標(biāo)志位設(shè)置為1。用戶程序應(yīng)當(dāng)檢查這些狀態(tài)位或代碼搪狈,并作出響應(yīng)剪碱,因?yàn)镻LC將像沒有錯(cuò)誤發(fā)生一樣繼續(xù)執(zhí)行程序,有些非致命錯(cuò)誤狀態(tài)位在前面的章節(jié)已經(jīng)討論過延幻,本章我們將討論另外一些穆递。
編程或組態(tài)邏輯錯(cuò)誤
這些錯(cuò)誤是PLC不能自動(dòng)檢查出來的,但可以用程序中的故障檢測(cè)指令或者編程單元的程序監(jiān)視功能來檢查林品。
邏輯錯(cuò)誤的例子包括一個(gè)用戶將一位設(shè)為OFF而不是ON词惭,兩段用戶程序試圖控制同一個(gè)輸出,或者結(jié)構(gòu)化編程旁路了一段需要的程序等等增队。
早期的PLC設(shè)計(jì)為不允許邏輯錯(cuò)誤扣墩,如兩個(gè)橫檔控制一個(gè)輸出,或者跳轉(zhuǎn)指令向程序前面進(jìn)行跳轉(zhuǎn)扛吞,等呻惕,但用戶需要更大的靈活性,因此滥比,即使這些安全措施都取消了亚脆。有些編程單元在編程人員寫出上述具有潛在錯(cuò)誤的邏輯語句時(shí),會(huì)提供警示信息守呜,但編程者可以忽略它們型酥。
編程語言都包括簡單的調(diào)試工具:提前終止掃描循環(huán)的指令,這樣程序可以一段一段來檢查查乒;導(dǎo)致致命或非致命的錯(cuò)誤,使PLC在某些情況下立即停止郁竟;以及其它特別為調(diào)試程序中的某一個(gè)問題的指令玛迄。標(biāo)準(zhǔn)指令比如,計(jì)數(shù)器棚亩,可以臨時(shí)插入程序中蓖议,記錄事件發(fā)生的次數(shù)。編程軟件也包括調(diào)試工具腹瞒,如在用戶程序執(zhí)行時(shí)毁几,監(jiān)視和改變數(shù)據(jù)內(nèi)存,強(qiáng)迫I/O映射位開或者關(guān)孝尺,以觀察程序如何響應(yīng)陵租;記錄某個(gè)特別位或特別字的短時(shí)間的變化,然后用歷史趨勢(shì)圖顯示這些變化洼宪;當(dāng)某個(gè)特別位在使用時(shí)育床,生成一個(gè)程序中所有地方的交叉參考清單;還有搜索工具绒霹,可以找到程序中某個(gè)特別地址或指令在程序中的位置松浆。
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