PLC控制系统故障自诊断以及人性化安全设计
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可编程逻辑控制器故障监测与诊断系统设计与实现可编程逻辑控制器(PLC)作为工业控制领域核心设备,起着至关重要的作用。
然而,PLC故障往往会导致生产线停机,对生产效率和生产成本造成巨大影响。
因此,设计一套PLC故障监测与诊断系统尤为重要。
一、PLC故障监测与诊断系统设计方案PLC故障监测与诊断系统是一种综合管理系统,通过对PLC运行状态、IO口状态、通信状态、程序运行状态的监测,及时发现故障,并对故障进行诊断。
(一)系统架构设计系统架构分为三层:监测层、传输层、控制层。
监测层主要负责实时监测PLC设备状态,传输层主要负责将监测到的数据传输至控制层,控制层主要负责数据处理以及诊断和控制指令的下达。
(二)故障信息采集系统通过监测PLC设备状态获得故障信息,其主要包括:IO口状态、PLC运行状态、通信状态以及程序运行状态信息等。
其中,IO口状态信息主要包括IO口状态和IO口故障信息,PLC运行状态信息包括PLC运行状态和CPU运行状态,通信状态主要包括通信状态和通信协议状态,而程序运行状态则包括程序运行状态、存储器状态等。
(三)传输层设计传输层主要负责将监测的数据传输至控制层,传输方式可以采用以太网、RS232串口等方式传输。
(四)控制层设计控制层主要负责对数据进行处理,同时进行诊断和控制指令的下发。
控制层可以采用PLC或者嵌入式设备实现,其控制程序可以通过逆向工程的方法获得。
二、PLC故障监测与诊断系统实现方案实现方案分为三步:硬件设计、软件设计以及系统测试。
(一)硬件设计硬件设计主要包括计算机、PLC设备、传感器等硬件设备的设计。
计算机可以选择SERVER或者工控机,PLC设备可以选择西门子、三菱等品牌,传感器可以根据具体设备进行选择。
(二)软件设计软件设计主要包括上位机程序设计、PLC程序设计。
上位机程序主要负责实时监听PLC运行状态、故障信息和状态信息,在发现异常时及时发出警报信息。
而PLC程序主要实现对PLC设备状态信息的监测以及诊断和控制指令的下发等功能。
PLC的自诊断及故障诊断功能PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门设计用于工业自动化控制的电子器件。
它具有自诊断和故障诊断功能,使得工厂能够更有效地进行故障排除和维护。
自诊断是PLC的一项重要功能,它能够自动检测和标识系统中存在的任何问题。
随着PLC技术的发展,越来越多的自诊断功能被集成到PLC中。
其中一些功能包括:1.I/O自检:PLC可以通过扫描所有输入和输出模块来检测模块故障。
如果有任何模块发生故障,PLC将发出警报并记录故障信息,以便维护人员进行检修。
2.内部电源监测:PLC会定期检测内部电源的电压和电流。
如果存在任何异常,PLC将提醒操作员进行修复。
3.数据完整性检查:PLC会周期性地检查所有数据的完整性,以确保数据存储和传输的准确性。
如果发现任何错误或异常,PLC将记录错误并通知运维人员。
4.CPU性能监测:PLC会定期检查中央处理单元(CPU)的性能。
如果CPU的运行速度不达标,PLC将提醒操作员处理。
另一个重要的PLC功能是故障诊断。
故障诊断是指在系统发生故障时,PLC能够识别故障的位置和原因,并提供解决方案。
以下是一些常见的故障诊断功能:1.报警和警报:当PLC检测到故障时,它可以发出警报和警报,以提醒操作员通过检查和修复来解决问题。
2.故障代码和故障报告:PLC会生成故障代码和故障报告,以便维护人员核实故障并确定解决方法。
3.反馈和报告:PLC可以通过网络或其他通信方式向操作员发送故障信息和报告,并提供建议的解决方案。
4.远程诊断:PLC可以与远程监控系统连接,使工程师能够通过远程访问来诊断故障,并在没有物理干预的情况下解决问题。
PLC的自诊断和故障诊断功能能够极大地提高工厂的效率和可靠性。
它们使得故障排除更加快速和准确,并使得维护更加容易。
此外,PLC还可以存储历史故障数据,以便进行故障趋势分析和改进措施的制定。
总之,PLC的自诊断和故障诊断功能对于现代工业自动化系统来说是不可或缺的。
PLC的故障诊断与常规维护1. 简介PLC(可编程逻辑控制器)是一种常用于工业自动化控制系统的电子设备。
它主要用于接收和处理数字和模拟输入信号,并根据预设的逻辑规则,控制输出设备的开关状态。
PLC在工业生产中起着关键的作用,但由于长时间的运行和环境因素,PLC可能会出现故障。
本文将介绍PLC的故障诊断与常规维护方法,帮助工程师和技术人员解决PLC故障并保持其正常运行。
2. PLC的故障诊断2.1 故障分类PLC的故障主要可以分为硬件故障和软件故障两类。
硬件故障包括但不限于电源故障、输入输出模块故障、通信模块故障、CPU故障等。
这些故障往往通过检查相关连接线路、更换故障模块或重新配置PLC的设置来解决。
软件故障通常是由于程序错误、逻辑错误、参数设置错误等引起的。
诊断软件故障的主要方法包括检查程序代码、参数设置、逻辑判断等。
2.2 故障诊断步骤2.2.1 收集故障信息在故障发生时,及时收集相关的故障信息是解决问题的第一步。
可以通过观察操作界面上的报警信息、检查PLC的指示灯状态、查看历史记录等方式获取故障信息。
2.2.2 分析故障原因根据收集到的故障信息,结合对PLC的基本原理和工作模式的了解,分析故障的可能原因。
如果是硬件故障,可以通过检查相关部件的状态、内部连接线路等来判断故障原因;如果是软件故障,可以通过检查程序代码、参数设置等来分析问题。
2.2.3 解决故障根据故障的原因,采取相应的措施解决故障。
对于硬件故障,可以更换故障部件、修复连接线路等;对于软件故障,可以修改程序代码、调整参数设置等。
2.2.4 测试与验证在解决故障后,进行相关的测试与验证步骤,确保问题已经解决并PLC能够正常工作。
通过模拟测试和实际操作来检验故障修复的有效性。
3. PLC的常规维护除了故障诊断之外,定期进行常规维护对于保持PLC的稳定运行也至关重要。
以下是一些常规维护的建议:3.1 清洁与防尘定期清理PLC设备,特别是散热器、风扇等部件。
PLC控制系统的应用与故障诊断及维护一、概述PLC(可编程控制器)技术已广泛应用于各控制领域,尤其是在工业生产过程控制中,它具有其它控制器无可比拟的优点:可靠性高、抗干扰能力强,在恶劣的生产环境里,仍然可以十分正常地工作。
PLC的故障发生率非常低,但以PLC为核心的PLC控制系统,其外部元器件(如传感器和执行器)、外部输入信号和软件本身却都很可能发生故障,从而使整个系统发生故障,有时还会烧坏PLC,使整个系统瘫痪,造成极大的经济损失,甚至危及人的生命安全。
二、PLC控制系统的应用多年来,PLC从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。
今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况主要分为如下几类:1.开关量逻辑控制取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,又可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2.工业过程控制在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
PLC控制系统的故障诊断与维护故障诊断是确保PLC系统稳定运行的关键环节。
通常,故障诊断可以分为两个步骤:状态监测和故障分析。
状态监测主要依赖于PLC系统本身提供的监控功能。
例如,当系统出现输入信号丢失、输出信号异常或内部模块故障等情况时,PLC会记录相应的故障代码或报警信息。
通过实时监控这些信息,我们可以迅速发现系统存在的问题。
以一个化工厂的例子来说明,该工厂的PLC控制系统负责控制一条生产线的运行。
有一天,生产线突然停止运行,经过状态监测,我发现PLC系统显示了一个输入信号丢失的故障代码。
通过进一步检查,我发现是传感器线路故障导致了输入信号的丢失。
故障分析是在状态监测的基础上,对故障原因进行深入探究的过程。
这一步骤通常需要借助专业的故障分析工具和技术。
例如,使用逻辑分析仪、示波器等工具对PLC系统的输入输出信号进行实时监测,以便找到故障的具体原因。
继续上面的例子,在确定了是传感器线路故障后,我使用了逻辑分析仪对传感器的输出信号进行了监测。
通过分析监测数据,我发现传感器的输出信号在正常范围内,这表明传感器本身没有问题,问题可能出在传感器与PLC之间的连接线路。
经过仔细检查,我发现了线路中的一处断路,修复后,生产线重新恢复正常运行。
维护是确保PLC系统长期稳定运行的重要环节。
维护工作主要包括定期检查、故障排查和系统升级等。
定期检查是预防性维护的重要组成部分。
通过对PLC系统及其周边设备的定期检查,可以发现潜在的故障隐患,并及时进行处理。
例如,定期检查PLC系统的电源模块、输入输出模块、通讯模块等,以确保这些关键部件的正常工作。
以一家汽车制造厂为例,他们规定每季度对PLC控制系统进行一次全面检查。
在一次检查中,我发现了一个输入模块的接线端子出现了氧化现象。
虽然当时系统没有出现故障,但我判断这个端子可能会在未来引发故障。
于是,我及时更换了该输入模块,确保了系统的稳定运行。
故障排查是在系统出现故障时进行的紧急维护工作。
PLC控制系统的故障诊断和维护概述PLC (可编程操纵器)技术已广泛应用于各操纵领域,特别是在工业生产过程操纵中,它具有其它操纵器无可比拟的优点,可靠性高、抗干扰能力强,在恶劣的生产环境里,仍然能够十分正常地工作。
作为PLC本身,它的故障发生率非常低,但对以PLC 为核心的PLC操纵系统而言,构成系统的其他外部元器件(如传感器与执行器)、外部输入信号与软件本身,都很可能发生故障,从而使整个系统发生故障,有的时候还会烧坏PLC,使整个系统瘫痪,造成极大的经济缺失,甚至危及人的生命安全。
因此技术人员务必熟悉PLC技术,并能够熟练地诊断与排除PLC在运行中的故障。
PLC操纵系统故障诊断技术的基本原理是利用 PLC的逻辑或者运算功能,把连续获得的被控过程的各类状态不断地与所存储的理想(或者正确)状态进行比较.发现它们之间的差异,并检查差异是否在所同意的范围内(包含时间范围与数值范围)。
若差异超出了该范围,则按事先设定的方式对该差异进行译码,最后以简单的、或者较完善的方式给出故障信息报警。
故障诊断的功能包含故障的检测与推断及故障的信息输出。
常见的PLC 操纵系统中,其故障的情况是多种多样的。
PLC操纵系统的通常结构与故障类型PLC操纵系统要紧由输入部分、CPU、采样部分、输出操纵与通讯部分构成, 如图1所示。
输入部分包含操纵面板与输入模板;采样部分包含采样操纵模板、AD转换模板与传感器;CPU作为系统的核心,完成接收数据,处理数据,输出操纵信号;输出部分有的系统用到DA模板,将输出信号转换为模拟量信号,通过功放驱动执行器;大多数系统直接将输出信号给输出模板,由输出模板驱动执行器工作;通讯部分由通讯模板与上位机构成。
由于PLC本身的故障可能性极小,系统的故障要紧来自外围的元部件,因此它的故障可分为如下几种:(1)输入故障,即操作人员的操作失误;■传感器故障;■执行器故障;■PLC软件故障这些故障,都能够用合适的故障诊断方法进行分析与用软件进行实时监测,对故障进行预报与处理。
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计介绍本毕业设计旨在设计基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法。
步进电机是一种常用的精密定位装置,广泛应用于工业自动化领域。
然而,由于长时间使用和其他因素,步进电机控制系统可能会出现故障,影响到正常的工作效果和生产效率。
因此,研究如何快速准确地诊断步进电机控制系统的故障,具有重要的理论和实际意义。
设计目标本设计的目标是设计一种基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法,实现以下功能:- 实时监测步进电机的运行状态和参数;- 自动诊断步进电机控制系统的故障类型和位置;- 提供故障处理建议,辅助工程师进行及时修复。
设计步骤1. 确定监测点:通过分析步进电机的工作原理和控制系统的结构,确定需要监测的重要参数和信号。
2. 选择PLC:根据步骤1的结果,选择合适的PLC控制器,并搭建步进电机控制系统的硬件平台。
3. 编写PLC程序:使用PLC编程语言,编写程序实现步进电机的控制和监测功能。
4. 故障诊断算法设计:基于步骤1的监测数据和步进电机控制系统的工作原理,设计故障诊断算法,并将其嵌入到PLC程序中。
5. 测试和优化:使用真实的步进电机和模拟故障场景,对设计的控制系统进行测试,并根据测试结果进行优化和改进。
预期成果通过设计和实现基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法,预期实现以下成果:- 实现对步进电机运行状态和参数的实时监测;- 能够准确诊断步进电机控制系统的故障类型和位置;- 提供故障处理建议,便于及时修复故障。
参考文献以下是本毕业设计可能涉及到的一些参考文献,供进一步研究和深入了解使用:1. Smith, J. K., & Johnson, M. A. (2018). PLC programming using RSLogix 5000: Understanding ladder logic and the studio 5000 environment. CRC Press.2. Gurevich, K. I., & Andronov, V. A. (2017). Control systems PLC-prn based on mathematical modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 189, No. 1, p. ). IOP Publishing.以上是对基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计的简要介绍。
摘要:由于plc外部的输入输出元件的可靠性不够好,而这些元件出现故障时plc不会自动停机,从而造成不良后果。
为了提高维修工作效率,及时发现元件故障,在没有酿成设备事故之前使plc先停机、报警,有必要在plc控制系统设计中采取故障检测措施。
本文主要介绍了plc常用的故障信号检测方法和故障信号显示方法,并举例说明了其程序设计方法。
关键词: plc 故障检测故障显示可编程控制器本身具有很高的可靠性,在cpu操作系统的监控程序中有完整的自诊断程序,万一出现故障,借助自诊断功能可以很快找到故障部位,确定故障所在。
但plc外部的输入输出元件就不那么可靠,如行程开关、电磁阀、接触器等的故障率就很突出,而当这些元件出现故障时plc不会自动停机,直到故障造成后果,如机械顶死、控制系统常规保护动作之后才会有所反应。
为了提高维修工作效率,特别是为了及时发现元件故障,在还没有酿成设备事故之前使plc先停机、报警,因此,有必要将故障检测措施作为控制系统设计的一个必要的组成部分,以提高整个设备的可维修性。
一、故障检测1.时限故障检测由于设备在工作循环中,各工步运动在执行时都需要一定时间,且这些时间都有一定限度,所以可以用这些时间作为参考,在要检测的工步动作开始的同时,起动一个计时器,计时器的时间设定值比正常情况下该动作要持续的时间长20%-30%,而计时器的输出信号可以用于报警、显示或自动停机。
当设备某工步动作的时间超过规定时间,达到对应的计时器预置时间,还未转入下一个工步动作时,计时器就会发出故障信号。
该信号使正常工作循环程序停止,起动执行报警和显示程序。
以三菱fx系列plc为例,设某工序n的状态为m010,若此工序的运行时间为10秒,可以设置一个计时器t005,定时时间为12秒,用于监控工序n的情况,如图1所示。
当工序n运行的时间超过12秒时,该程序会自动终止工序n的运行状态,并起动报警装置。
2.逻辑错误检测在设备正常情况下,控制系统的各输入、输出信号、中间状态等之间存在着确定的逻辑关系。
PLC控制系统故障自诊断以及人性化安全设计Malfunction Self-diagnoses of PLC Control System and its Humanized Security Design1 引言PLC可编程控制器技术日益成熟,从单机到大型生产线设备的全程控制,在工业控制领域的得到愈来愈广泛的普及应用。
如何设计一套更完善、稳定、安全,更便于操纵和维护的控制系统显得有更加重要的现实意义。
通常由PLC为主构成的控制系统,就PLC控制器本身而言,一般故障率比较低,是相对稳定可靠的。
可是构成一个控制系统必须接入各种各样的外围元器件,例如传感器、接触器、电动机、电磁阀、接插件等电器元件。
这些电器元件,虽然设计者一般都选择优质产品,也难以避免有出故障的时候,尤其是一些比较大的控制系统,一旦出现故障,导致整个生产设备系统的停产。
由于PLC控制系统的控制逻辑是由程序(软件)完成的,其电路图(硬件)虽然很直接简单,但是控制系统出现故障,操纵者或维修者仅靠简单的电路图,或者通过分析控制程序来查出故障点,是相当抽象和复杂的。
尤其在大型自动化生产线设备,其生产效率很高,延长修复时间就意味着产品产量的损失,就是金钱、效益的损失。
2 人性化安全程序设计一个控制系统的程序编制,仅仅按生产工艺的顺序和生产节拍完成程序编制,是最起码的,也是远远不够的。
设计一个完善优秀程序,除了完成生产工艺和生产节拍的需要外,还应该有一系列人性化的安全方面的设计。
至少还应该具备如下功能:控制系统(包括硬件和软件)要保障生产设备在标准允许的恶劣环境中,能较长期的安全、稳定、可靠运行;给操纵者一个安全、简单、轻松、直观的操作方法和操作界面;有较全面的故障诊断、安全保护功能;一旦出现故障,系统能明确显示故障性质和故障点,便于采用简单办法、以最短的时间快速修复,排除故障,使系统恢复正常。
许多优秀的控制、应用软件都有十分完善的从安全角度考虑的程序结构。
一个成熟的PLC控制程序应该有1/3~1/2以上的程序量是为控制系统安全可靠服务的。
因为随着PLC控制系统设备应用的普及,将面对的是各个行业最基层的操纵者和维护者,其素质参差不齐。
我们应该设计一个人性化的、友好的、亲和的便于操纵的控制系统。
针对初步具备设计PLC控制系统知识的初级工程师,根据已往的设计工作中积累的经验,研讨故障诊断和便于操作、维护方面的程序,这些程序不针对具体PLC型号,梯形图逻辑是示意性的。
3 故障自诊断3.1 位置传感器的故障判断在运动控制系统中,位置传感器使用最多。
位置传感器有开关量型,接点式限位开关和接近开关,也有数字型和模拟型。
以一个简单气(液)动装置为例。
图1程序表示如何检测出位置开关的故障。
有一个气泵(或液压泵),一个两位式电磁阀,控制一个气(或液压)缸进、退,两个位置开关,一个为气(或液压)缸后退位位置开关,一个为气(或液压)缸前进位位置开关,用以检测气(或液压)缸运行位置。
图1 检测位置开关的故障程序A回路:一个气缸的两个位置开关不可能同为断开,其中必有一个是断路故障。
T1是气缸行程时间定时器延时通接点,设定时间要比气缸实际行程时间稍长,在电磁阀上电和下电时将其启动,缸运行到位,将其复位。
B回路:一个气缸的两个位置开关不可能同为接通,其中必有一个是短路故障。
图2表示检测模拟量位置传感器故障程序。
对于系统采用模拟量式位置、位移传感器信号的系统,把模拟量先经过A/D变换指令变换成数字值,把适当位置的数字值,利用PLC的“≤”或“≥”某一值的比较指令替代上面后退、前进位置开关指令;数字式位置、位移传感器同样利用PLC的“≤”或“≥”某一值的比较指令如上处理都很方便。
图2 检测模拟量位置传感器故障程序A回路:电磁阀已失电,后退位置开关经过T1时间没有接通,表示后退位置开关故障。
B回路:电磁阀已得电,前进位置开关经过T1时间没有接通,表示前进位置开关故障。
T1是气缸行程时间定时器延时通接点,设定时间要比气缸实际行程时间稍长,在电磁阀上电或下电时将其启动,缸运行到位置,将其复位。
3.2 电磁阀和缸的故障判断图3表示电磁阀和缸的故障诊断程序。
电磁阀和缸的故障也会引起位置开关不动作。
电磁阀故障包括从PLC输出点到电磁阀间的线路断线、接线端子或接插件接触不良、电磁阀阀体故障等。
气缸故障一般是传动机构卡住或压力过低。
图3 电磁阀和缸的故障程序C回路:PLC的电磁阀输出ON,位置开关没有故障,超过T2行程时间,前进位位置开关还没有ON,说明电磁阀或气缸有故障。
D回路:PLC的电磁阀输出OFF,位置开关没有故障,超过T3行程时间,后退位位置开关还没有ON,说明电磁阀或气缸有故障。
E回路:气缸退回时电磁阀下电(下降沿)脉冲。
F回路:电磁阀下电脉冲使中间继电器M2保持后退记忆,后退位位置开关解除该记忆。
在此应该用电磁阀下电脉冲比较可靠。
说明:T2、T3分别为前进和后退的行程时间,电磁阀上电或下电将其启动,缸运行到位将其复位,时间设定比T1稍长。
T2、T3的时间设定也有区别,气缸前进和后退时的负载和气室截面不同以及气压不稳定导致前进和后退时间不同。
3.3 泵电机故障判断图4表示泵电机故障判断程序。
PLC输出点要通过接触器或继电器控制泵电机旋转,接触器经常会出现由于异物进入卡住磁铁或磁铁污垢导致PLC输出OFF后磁铁不分离,这在油雾、粉尘多的环境常见,称为“粘联”即该断不断;还有线路接触不良、断线导致PLC输出ON时接触器不吸合,称为“拒动”即该通不通;还有泵过载故障。
图4 泵电机故障判断程序A回路:PLC泵电机启动输出ON,接触器接点经T延时时间没有接通,该通不通即拒动故障。
PLC存储器内程序的运算速度很快,相比接触器线圈得电吸合的速度要慢很多,为此计时器T的设定时间应在50~100MS 之间,小功率接触器吸合时间短,大功率接触器吸合时间长。
拒动故障还包括从PLC输出点到接触器线圈间的导线断线、接线端子或接插件接触不良。
B回路:PLC泵启动输出OFF,接触器接点仍在ON,该断不断即粘联故障。
C回路:泵电机过载故障接触器反馈接点——接触器的辅助接点接入PLC的一个输入点;热继电器反馈接点——热继电器辅助接点接入PLC的一个输入点。
这样,以上介绍的这个简单气动控制的几乎所有硬件电路元件,和部分机械可能出现的故障,都能通过相应程序检测出。
再通过系统不同配置,明确显示出来,便于修复。
4 故障显示如果控制系统配置有上位计算机或触摸屏,通过和PLC通讯,将故障状态以相应的图形符号,颜色闪动变换或以具体文字显示在屏幕上,甚至利用Windows的语音功能,用语音“讲”出故障内容和故障点,就十分直观、明确。
如果控制系统没有上位计算机或触摸屏只有PLC,则可以利用指示灯或按钮指示灯(发光二极管指示灯)以不同的频率闪烁来表示不同的故障。
4.1 频闪脉冲程序以只有PLC简单配置的系统,以指示灯或按钮指示灯显示故障的方法介绍如下。
一般PLC都有1s脉冲专用指令,利用这个s脉冲可以变换出1s脉冲倍频的脉冲。
图5所示为频闪脉冲程序。
图5 频闪脉冲程序A回路:是1s脉冲上升沿生成回路,在中间继电器M3产生1s周期脉冲的上升沿脉冲,上升沿脉冲宽度是PLC程序的一个扫描周期。
A或C回路上升沿检测指令各PLC厂家都有专用指令,但表述不同。
本文A 或C回路的形式在各家PLC上都适用。
B回路:是一个T触发器,也可以看作倍频器,每来一个脉冲(脉宽为程序的一个扫描周期)T改变一次状态,利用A回路M3的每秒一次的一个程序扫描周期的脉冲,在中间继电器M5得到2s周期的脉冲。
C回路:是2s周期脉冲的上升沿脉冲产生回路,在M6得到2秒一次的一个程序扫描周期宽度的脉冲。
D回路:利用C回路M6的脉冲在M8得到一个4s周期的脉冲。
4.2 泵电机工作状态指示灯将1s周期脉冲(PLC特殊辅助继电器)、2s周期脉冲(M5)、4s周期脉冲(M8)代表不同内容的故障去控制相应指示灯,程序如图6所示。
图6 泵电机工作状态指示灯程序A回路:泵已启动输出,没有泵过载、接触器拒动、接触器粘联故障时,泵电机指示灯常亮。
B回路:当发生泵过载故障,泵电机指示灯以1s频率闪亮。
C回路:当发生接触器拒动或粘联故障时,泵电机指示灯以2s频率闪亮。
当然也可以将接触器拒动故障和粘联故障分别以不同频率闪亮。
4.3 阀工作状态指示灯阀工作状态指示灯程序如图7所示。
图7 阀工作状态指示灯程序A回路:阀工作正常,并且没有故障时,阀工作指示灯常亮。
B回路:当发生位置开关故障时,阀工作指示灯以1s频率闪亮。
C回路:当发生电磁阀或缸故障时,阀工作指示灯以2秒频率闪亮。
4s以上的频闪实用中显得时间长,如果需要频率更高的脉冲,三菱FX-2N还有10ms(M8011)、 100ms(M8012)的特殊辅助继电器通过上述倍频程序产生需要频闪脉冲。
西门子S7-200只有1s(特殊标志位SM0.5),再有就是1min(SM0.4)的,如果需要高脉冲可以利用SM0.6扫描时钟脉冲,通过上述倍频程序产生需要的频率脉冲。
图8程序按西门子S7-200实现。
图8 实现倍频脉冲的梯形图A回路:利用SM0.6一个扫描周期脉冲,在M1.0产生2倍扫描周期脉冲。
B回路:2倍扫描周期脉冲上升沿。
C回路:利用M1.0脉冲上升沿,在M1.2产生4倍扫描周期脉冲。
D回路:4倍扫描周期脉冲上升沿。
E回路:利用M1.3脉冲上升沿,在M1.5产生8倍扫描周期脉冲。
F回路:8倍扫描周期脉冲上升沿。
G回路:利用M1.6脉冲上升沿,在M2.0产生16倍扫描周期脉冲。
利用M1.0、M1.2、M1.5、M2.0的频闪脉冲代表不同的故障内容。
以上脉冲脉宽是等距的,也可以将M1.0、M1.2、M1.5、M2.0的脉冲有选择的相“或”,就可以产生你需要的不等距脉冲。
要注意的是过高频率输出要选用晶体管的输出点,驱动发光二极管指示灯。
5 操作安全设计一般,设计一个控制系统都会注意系统的容量、散热、绝缘、接地、屏蔽、抗干扰、抗震动、防尘、防潮、防低温结露等基本问题。
一个能长期安全、稳定、可靠工作的PLC控制系统,仅注意上面的基本问题和有较全面的故障自诊断功能还不够,还应该尽可能考虑操纵者或维护者的基本素质问题,应当使他们在非正常操作时,不能产生误动作,导致设备发生故障或损坏。
因为面对的是各行业最基层的,可能各种文化、技能、素质参差不齐的操纵者或维护者。
即便是经过培训、考试上岗的专业者,甚或他能把操作规程背的很熟。
但是,往往有疏忽大意的时候。
尤其是人们在突然遇到紧急状态,短时间会不知所措、措手不及。
经常会按错按钮或有其它不正确多余的动作,导致事故扩大,造成严重损失。
程序设计者应该多花些时间,充分利用已有的PLC丰富指令和存储器容量的资源,设计一个什么人都觉得好使,容易接受的,对人、对己都方便的控制系统。