plc保养维护.docx

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plc保养维护

可编程控制器的维护和故障诊断

为了保障系统的正常运行，定期对PLC系统进行检查和维护是必不可少的，而且还必须熟悉一般故障诊断和排除方法。

一、检查与维护

1.定期检查

PLC是一种工业控制设备，尽管在可靠性方面采取了许多措施，但工作环境对PLC影响还是很大的。

所以，通常每个半年时间应对PLC做定期检查。

如果PLC的工作条件不符合表1规定的标准，就要做一些应急处理，以便使PLC工作在滚规定的标准环境。

表1               周期性检查一览表

检查项目

检查内容

标准

交流电源

1.电压

2.稳定度

1.测量加在PLC上的电压是否为额定值

2.电压电源是否出现频繁急剧的变化

1.电源电压必须在工作电压范围内

2.电源电压波动必须在允许范围内

环境条件

温度

湿度

振动

粉尘

温度和湿度是在相应的范围内吗？

（当PLC安装在仪表板上时，仪表板的温度可以认为是PLC的环境温度）

0~55℃

相对湿度85%以下

振幅小于0.5mm（10~55Hz）

无大量灰尘，盐分和铁屑

安装条件

基本单元和扩展单元是否安装牢固

基本单元和扩展单元的联接电缆是否完全插好

接线螺钉是否松动

外部接线是否损坏

安装螺钉必须上紧

联接电缆不能松动

联接螺钉不能松动

外部接线不能有任何外观异常

使用寿命

1.锂电池电压是否降低

2.继电器输出触点

1.工作5年左右

2.寿命300万次（35V以上）

2.日常维护

PLC除了锂电池和继电器输出触点外，基本没有其它易损元器件。

由于存放用户程序的随机存储器（RAM），计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约5年，当锂电池的电压逐渐降低达一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落指示灯亮。

提示用户注意，有锂电池所支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。

调换锂电池步骤：

①  在拆装前，应先让PLC通电15S以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可队PLC做短暂供电，以保护RAM中的信息不丢失）；

②  断开PLC的交流电源

③  打开基本单元的电池盖板

④  取下旧电池，装上新电池

⑤  盖上电池盖板

更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3min。

如果时间过长，RAM中的程序将消失。

二、故障查找

PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备故障，都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。

1.总体检查

根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障，如图1所示。

2.电源故障检查

电源灯不亮需对供电系统进行检查，检查流程图如图2所示。

3.运行故障检查

电源正常，运行指示灯不亮，说明系统已因某种异常而终止了正常运行，检查流程图如图3所示。

4.输入输出故障检查

输入输出是PLC与外部设备进行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与联接配线，接线端子，保险管等元件状态有关。

检查流程图如图4、图5所示。

5.外部环境的检查

影响PLC工作的环境因素主要有温度、湿度、噪音与粉尘，以及腐蚀性酸碱等。

三、故障的处理

图6-1            CPU装置、I/O扩展装置故障处理

序号

异常现象

可能原因

处理

1

[POWER]LED灯不亮

1.电压切换端子设定不良

正确设定切换装置

2.保险熔断

更换保险管

2

保安管多次熔短

1.电压切断端子设定不良

正确设定

2.线路短路或烧坏

更换电源单元

3

[RUN]LED灯不亮

1.程序错误

修改程序

2.电源线路不良

更换CPU单元

3.I/O单元号重复

修改I/O单元号

4.远程I/O电源关，无终端

接通电源

4

[运转中输出]端没闭合（[POWER]灯亮）

电源回路不良

更换CPU单元

5

某以编号以后的继电器不动作

I/O总线不良

更换基板单元

6

特定的继电器编号的输出（入）接通

I/O总线不良

更换基板单元

7

特定单元的所有继电器不接通

I/O总线不良

更换基板单元

图6-2               输入单元故障处理

序号

异常现象

可能原因

处理

1

输入全部不接通（动作指示灯也灭）

1.未加外部输入电源

供电

2.外部输入电压低

加额定电源电压

3.端子螺钉松动

拧紧

4.端子板联接器接触不良

把端子板补充插入、锁紧。

更换端子板联接器

2

输入全部断开（动作指示灯也灭）

输入回路不良

更换单元

3

输入全部不关断

输入回路不良

更换单元

4

特定继电器编号的输入不接通

1.输入器件不良

更换输入器件

2.输入配线断线

检查输入配线

3.端子螺钉松弛

拧紧

4.端子板联接器接触不良

打把端子板充分插入、锁紧。

更换端子板联接器

5.外部输入接触时间短

调整输入器件

6.输入回路不良

更换单元

7.程序的OUT指令中用了输入继电器编号

修改程序

5

特定继电器编号的输入不关断

1.输入回路不良

更换单元

2.程序的OUT指令中用了输入继电器编号

修改程序

6

输入不规则的ON/OFF动作

1.外部输入电压低

使外部输入电压在额定质范围

2.噪音引起的误动作

抗噪音措施

.安装绝缘变压器

.安装尖峰抑制器

.用屏蔽线配线等

3.端子螺钉松动

拧紧

4.端子板联接器接触不良

把端子板充分插入、锁紧。

更换端子板联接器

7

异常动作的继电器编号为8点单位

1.COM端螺钉松动

拧紧

2.端子板联接器接触不良

端子板充分插入、锁紧。

更换端子板联接器

3.CPU不良

更换CPU单元

8

输入动作指示灯亮（动作正常）

LED坏

更换单元

表6-3          输出单元故障处理

序号

异常现象

可能原因

处理

1

输出全部不接通

1.未加负载电源

加电源

2.负载电源电压低

使电源电压为额定值

3.端子螺钉松动

拧紧

4.端子板联接器接触不良

端子板补充插入、锁紧。

更换端子板联接器

5.保险管熔断

更换保险管

6.I/O总线接触不良

更换单元

7.输出回路不良

更换单元

2

输出全部不关断

输出回路不良

更换单元

3

特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯灭）

1.输出接通时间短

更换单元

2.程序中指令的继电器编号重复

修改程序

3.输出回路不良

更换单元

4

特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯亮）

1.输出器件不良

更换输出器件

2.输出配线断线

检查输出线

3.端子螺钉松动

拧紧

4.端子联接接触不良

端子充分插入、拧紧。

5.继电器输出不良

更换继电器

6.输出回路不良

更换单元

5

特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯灭）

1.输出继电器不良

更换继电器

2.由于漏电流或残余电压而不能关断

更换负载或加假负载电阻

6.

特定继电器编号的输出不关断（动作指示灯亮

1.程序out指令的继电器编号重复

修改程序

2.输出回路不良

更换单元

7.

输出出现不规则的ON/OFF现象

1.电源电压低

调整电压

2.程序中out指令的继电器编号

修改程序

3.噪音引起误动作

抗噪音措施：

装抑制器

装绝缘变压器

用屏蔽线配线

4.端子螺钉松动

拧紧

5.端子联接接触不良

端子充分插入、拧紧。

8.

异常动作的继电器编号为点单位

1.COM端子螺钉松动

拧紧

2.端子联接接触不良

端子充分插入、拧紧。

3.保险管熔断

更换保险管

4.CPU不良

更换CPU单元

9

输出正常指示灯不良

LED坏

更换单元

SFC图的3种基本结构

     SFC图英文缩写是SequentialFunctionChart，SFC的意思是顺序功能图，类似于计算机编程的流程图。

SFC图的3种基本结构

RS232串行接口的基本知识

目前较为常用的RS232串口有9针D形串口[DB9]和25针D形串口[DB25]，最大通信距离为[15m]。

两台设备的距离较近时，可以用232电缆线将它们的232串口直接相连；若距离较远，可通过调制解调器（MODEM）相连。

RS232接口——

●采用“负逻辑”——输出端用＋5V～＋15V表示[逻辑0]，-5V～-15V表示[逻辑1]。

●采用“单端驱动”——通过数据发送端[TD]输出驱动电平，并以信号地GND为参考点。

●采用“单端接收”——通过数据接收端[RD]输入接收电平，并以信号地GND为参考点。

RS232三线制——

能实现[点对点双向通信]，需要3根通信线，主方的数据发送端[TD]与从方的数据接收端[RD]相连，主方的数据接收端[RD]与从方的数据发送端[TD]相连，两方的信号地[GND]直接相连。

RS232使用注意事项——

RS232串口不能直接与RS485串口相连——因为它们的电气标准不相同；市面上提供各种串口转换器，必须通过转换器才能连接。

另外，不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则容易损坏串口。

破解FXPLC密码的方法

假若您拥有原始程式，您只要将PLC记忆体全部消除即可。

清除方法如下：

1.若您使用掌上型程式书写器

   当书写器与PLC连接后选择ONLINE模态，按GO鍵，银幕会要求您打入密码，此时请您按SP鍵8次，再按GO鍵3次，如此一來，您的PLC就恢复到出厂时的状态，您只要再将原始程式打入PLC即可。

2.若您使用FXN,DOS版V2.0以上版本软件

  于MODE视窗中按7，5，3，再于出现的画面中选项，以上、下键选择＂MEMORYALLCLEAR＂再按＂Enter＂鍵，如此，PLC內部记忆体将全部被清除。

使用者再将原始程序写入PLC內即可。

3.若您使用FXNWindows版V1.0以上版本软件

  首先将原始程序显示余荧屏上，将PLC置于STOP状态，再于画面上功能功能选择列中选PLC，再选PLCmemoryclear…，跳出新画面后，将三项选项全部选定，再按＂Enter＂键，画面将出现＂确定＂及＂取消＂两选择让您做決定，此时，选＂确定＂，后按＂Enter＂键!

该画面若消失了，亦表示该PLC已回复到出厂时的状态，您可以重新写入程序了。

PLC节省输入点数的方法

一般认为输入点数是按系统输入信号的数量来确定的。

但在实际应用中，通过以下措施可达到节省PLC输入点数的目的，下面以FX1N系列PLC来介绍。

（1）分组输入 如图1所示，系统有“手动”和“自动”两种工作方式。

用X000来识别使用“自动”还是“手动”操作信号，“手动”时的输入信号为SB0～SB3，“自动”时的输入信号为S0～S3，如果按正常的设计思路，那么需要X000～X007一共8个输入点，若按图1的方法来设计，则只需X001～X004一共4个输入点。

图中的二极管用来切断寄生电路。

如果图中没有二极管，系统处于自动状态，SB0、SB1、S0闭合S1断开，这时电流从COM端子流出，经SB0、SB1、S0形成寄生回路流入X000端子，使输入位X002错误地变为ON。

各开关串联了二极管后，切断了寄生回路，避免了错误的产生。

但使用该方法应考虑输入信号强弱。

图1 分组输入

（2）矩阵输入 如图2所示为4×4矩阵输入电路，它使用PLC的四个输入点（X000～X003）和四个输出点（Y000～Y003）来实现16个输入点的功能，特别适合PLC输出点多而输入点不够的场合。

当Y000导通时，X000～X003接受的是Q1～Q4送来的输入信号；当Y001导通时，X000～X003接受的是Q5～Q8送来的输入信号；当Y002导通时，X000～X003接受的是Q9～Q12送来的输入信号；当Y003导通时，X000～X003接受的是Q13～Q16送来的输入信号。

将Y000的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q1～Q4；将Y1的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q5～Q8；将Y002的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q9～Q12；将Y003的常开点与X000～X003串联即为输入信号Q13～Q16。

图2 矩阵输入

使用时应注意的是除按图2进行接线外，还必须有对应的软件来配合，以实现Y000～Y003轮流导通；同时还要保证输入信号的宽度应大于Y000～Y003轮流导通一遍的时间，否则可能丢失输入信号。

该方法的缺点是使输入信号的采样频率降低为原来的三分之一，而且输出点Y000～Y003不能再使用。

（3）组合输入 对于不会同时接通的输入信号，可采用组合编码的方式输入。

如图3所示，三个输入信号SB0～SB2只占用两个输入点，M0～M2图3 组合输入

分别代表SB0～SB2。

（4）输入设备多功能化 在传统的继电控制系统中，一个主令（按钮、开关等）只产生一种功能的信号。

在PLC控制系统中，一个输入设备在不同的条件下可产生不同的信号，如一个按钮既可用来产生启动信号，又可用来产生停止信号。

如图4所示，只用一个按钮通过X000去控制Y000的“通”与“断”。

即第一次接通X000时Y000“通”再次接通X000时Y000“断”。

图4 用一个按钮控制的启动、保持、停止电路

（5）输入触点的合并 将某些功能相同的开关量输入设备合并输入（常闭触点串联输入、常开触点并联输入）。

一些保护电路和报警电路常常采用此法。

如果外部某些输入信号总是以某种“与或非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的某些触点在可编程序控制器外部串并联后作为一个整体输入可编程序控制器，只占可编程序控制器的一个输入点。

例如某负载可在多处启动和停止，可以将多个启动信号并联，将多个停止信号串联，分别送给可编程序控制器的两个输入点，如图5所示。

与每一个启动信号和停止信号占用一个输入点的方法相比，不仅节约了输入点，还简化了梯形图电路。

图5 输入触点的合并

（6）某些输入信号不进入PLC 系统中有些信号功能简单、涉及面窄，如图6中的手动按钮、过载保护的热继电器触点等，有时就没有必要作为PLC的输入，将它们设计在PLC外围的硬件电路中同样可以满足控制要求。

如果外部硬件电路过于复杂，则应考虑仍将有关信号送入可编程序控制器，

图6 输入信号设在PLC外部用梯形图来实现连锁。

（7）利用RUN口 大多PLC有RUN口，而且只有该口接通（RUN到COM之间用导线短接）时，PLC才能运行，因此，可将某些输入信号送入RUN口。

在进行电梯控制系统的设计时，曾将电梯牵引电动机进行过载保护的热继电器常闭触点、安全窗开关的常开触点、安全钳开关的常开触点、上下限位开关的常闭触点等串入到RUN口到COM之间的连线上。

当出现牵引电动机过载、安全窗被打开、安全钳动作及冲顶和沉底等故障情况时，RUN口被切断，PLC停止运行，既保证了电梯和乘客的安全，又可以督促维修人员进行维修。

这样做有以下两点好处，一是牵引电动机过载、安全窗被打开等故障信号不送到PLC内，也就不占用PLC的输入口；二是不通过软件实现保护，可以简化控制程序。

PLC节省输出点数的方法

（1）分组输出 如图7所示，当两组负载不会同时工作时，可通过外部转换开关或受PLC控制的电器触点进行切换，使PLC的一个输出点可以控制两个不同时工作的负载。

图7 分组输出

（2）矩阵输出 如图8所示为4×4矩阵输出电路，用8个输出点可控制16个负载。

要使某个负载接通工作，只要它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。

例如，当Y010与Y004同时接通时，KM1得电吸合。

应当注意的是：

当只有某一行对应的输出继电器接通，各列对应的输出继电器才可以任意接通；或者当只有某一列对应的输出继电器接通，各行对应的输出继电器才可以任意接通。

否则将会错误接通负载。

因此，采用矩阵输出时，必须将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中，否则将无法控制。

图8 矩阵输出

（3）并联输出 通断状态完全相同的负载，可以并联后共用PLC的一个输出点（要考虑PLC输出点的负载驱动能力）。

例如PLC控制的交通信灯，               

对应方向（东与西对应、南与北对应）的灯通断规律完全相同，将对应的灯并联后可以节省一半的输出点。

（4）负载多功能化 一个负载实现多种用途。

例如，在传统的继电控制系统中，一个指示灯只指示一种状态。

在PLC控制系统中，利用PLC的软件很容易实现利用一个输出点控制指示灯的常亮和闪亮，这样就可以利用一个指示灯表示两种不同的信息，从而节省PLC的输出点。

（5）某些输出信号不进入PLC 系统中某些相对独立、比较简单的部分可以考虑不用PLC来控制，直接采用继电器控制即可。

（6）利用输出点扩展输出点 与利用输出点扩展输入点相似，也可以用输出点分时控制一组输出点的输出内容。

例如：

在输出端口上接有多位LED7段码显示器时，如果采用直接连接，所需的输出点是很多的。

这时可使用图9的电路利用输出点的分时接通逐个点亮多位LED7段码显示器。

在图9所示的电路中，CD4513是具有锁存、译码功能的专用共阴极7图9 输出口扩展输出口

段码显示器驱动电路，两只CD4513的数据输入端A～D共用可编程序控制

器的4个输入端，其中A为最低位，D为最高位。

LE端是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端的BCD数据锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示出来，LE为低电平时，显示器的数不受数据输入信号的影响。

显然，N位显示器所占用的输出点P=4+N。

图9中Y004及YOO5分别接通时，输出的数据分别送到上下两片CD4513中。

设计可编程控制系统时的故障防范

在现代化的工业生产中，大量采用了可编程序控制系统，可编程序控制器能在恶劣的工作环境下正常工作，但其构成的控制系统由于设计、安装、干扰等因素有时会出现故障。

有些问题是在系统设计时考虑不周造成的。

根据实践中的经验和教训，本文阐述可编程序控制系统设计时应注意的问题。

    1、一个系统中使用的成熟技术至少应占到75%以上

    “成熟技术”一是经过一定的生产实践考验的可编程控制器产品或类似设计，或者确定能在未来的生产实践中，经得起考验；二是设计工作人员对于需要使用的技术要有经验或有掌握它的能力。

设计与配置一个可编程序控制系统选用的技术与设计方案切实可行。

因为一个生产过程控制系统，一旦做出来，要长久使用下去，难以找到机会反复修改。

设计的硬件系统和编程软件，其中某些缺欠，可能一直隐藏在已完成的系统中。

若遇到发生破坏作用的条件，后果难以预料。

    2、系统的硬件结构和网络要简明而清晰

    硬件结构不要追求繁琐，网络组态不要追求交叉因素太多，要力求使用可编程序控制器自身配置的组网能力。

在组成I/O机箱配套的模板时，建议型号简单，力求一致，模板密度不宜过大。

使用的结线点不宜过多，从目前机箱的制造和配线工艺来看，输入与输出配线密度不能太高。

    3、控制系统的功能和管理系统的功能应严格划分界限

    由于可编程序控制器组成的过程控制系统中的实时性要求很高，而网络通信是允许暂时失去通信联系，过后自己能重新恢复，但是在重新恢复之前这一间隔时间可编程序控制器会处于失控。

另外，在用多个可编程序控制器系统组成一个大系统时，对于主控制的关键命令，除了使用可编程序控制器自身的网络通信传送它的信息外，最好有使用它的I/O点做成的硬件联锁，特别是两者之间“急停”的处理；虽然两个系统都在自身的通信扫描中互相变换着“停止”或“急停”命令，但因一方在急停故障时已经停止运行，另一方并未收到已停止的信息而照常运行，其后果难测。

可编程序控制器控制系统关键的“急停”应先切除执行机构的电源，然后将其信号送入可编程序控制器，这样可取得设备安全保护的时间。

    4、可编程序控制器的程序要简明且可读

    用户软件的编写是“平铺直叙”，用户软件可看成是一个有序的“黑盒子”系列，每个“黑盒子”按照结构化语言划分，可分为几种典型的语句。

每个语句方式、手法可能十分单调，但一定要明确。

在设计与编写这些语句时，若使用不易推理的逻辑关系太多，或者语句因素太多，特殊条件太多，就会使人阅读这些语句时十分难懂。

因此，一个可编程控制器的用户软件的可读性，即编写的软件能为大多数人读懂，能理解可编程控制器在执行这个语句时，“发生了什么”是十分重要的。

每一段程序力求功能单一而流畅，这是软件在使用和维护时的重要条件。

    5、可编程序控制系统在硬件和软件上的预置，有运行检测的关键监视条件

    可编程序控制系统配置了彩色图形工作站/屏幕监视，但从价格及反映现场状态的时间来看，屏幕监视尚不方便。

关键的故障，或者在关键的机械设备附近，可配置一些指示灯，它们可以用数字量输出做成，用来监视程序的正常运行，或用来调试程序，在指示灯旁配以功能标牌，可帮助操作人员确认可编程序控制系统的正常运行和及时反映故障。

    6、设计大中型可编程序控制系统时不要耗尽它的硬件和软件资源

    对于设计的新系统，硬件上至少要保留15%左右的冗余，在软件编制时，同样要估计用户软件对计算机资源的需要与用量。

尤其对中间继电器，计数器/定时器的使用，要留有余地。

因为在调试和运行后，软件总会被修改、补充，甚至重新编制。

已编制的软件让人无法修改和完善，在工程上是不实际的。

    7、合理地配置可编程序控制器系统的冗余

    可编程序控制系统可能做出多种方式的冗余，中央处理器的双机热备、冷备冗余是常见的方式。

另外，双系统冗余，即中央处理器和全部的输入、输出、组网通信完全冗余，其价格和实用性虽然在许多工程项目中难以被人接受，但在有毒、有害的化工生产环境这种冗余很有必要。

在设计系统中，要使配置冗余方式较为经济而又实用，力求使故障缩小在本设备身上。

不要因某一设备发生故障，引起工艺流程中相关设备运行或状态受到冲击。

    以上阐述的几个方面，是在可编程序控制系统总体方案设计时，要格外重视的问题，只有在设计系统时，考虑周到，系统投入运行之后，设计人员才能少些遗憾。

三菱FX2N应用指令集

程序流程应用指令

1、FNC（CJ）跳转指令

2、FNC01FNC02FNC06（CALLSRETFEND）调用子程序

3、FNC03FNC04FNC05（IRETEIDI）中断处理

4、FNC07（WDT）看门狗定时器

5、FNC08FNC09（FORNEXT）程序循环

数据传送、区域比较应用指令

1、FNC10（CMP）比较

2、FNC11（ZCP）区域比较

3、FNC12（MOV）传送应用指令

4、FNC13（SMOV）数据移位应用指令

5、FNC14（CML）数据反相传送应用指令

6、FNC15（BMOV）成批传送

7、FNC16（FMOV）多点传送应用指令

8、FNC17（XCHP）数据交换

9、FNC18（BCD）将BIN转换为BCD

10、FNC19（BIN）将BCK转换为BIN

四则运算逻辑应用指令

1、FNC20（ADD）加法应用指令

2、FNC21（SUB）减法

3、FNC22（MUL）二进制乘法

4、FNC23（DIV）二进制除法

5、FNC24（INC）增加

6、FNC25（DEC）减少

7、FNC26（WAND）逻辑与

8、FNC27（WOR）逻辑或

9、FNC28（WXOR）二进制互斥逻辑异