PLC基础知识与常维护及故障排除方法

1、 page: 1 plcplc基础知识基础知识一、一、 plcplc的产生与历史的产生与历史二二、 plcplc的现状及发展趋势的现状及发展趋势三三、plcplc的特点的特点四四 、plcplc的基本功能的基本功能五五、 plcplc与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 plc基础知识与常规维护及故障排除方法 page: 2 n 世界上第一台世界上第一台plcplc 1969 1969年由美国数字设备公司（年由美国数字设备公司（decdec）根据美国通用汽车公司（根据美国通用汽车公司（gege）的要求研制成功。的要求研制成功。 n 背景：背景： 1968 1968年美国通用汽车公司

2、（年美国通用汽车公司（gege），），为了适应汽车型号的不断更新，为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。及接线，以降低成本，缩短周期。 plc基础知识与常规维护及故障排除方法 page: 3 7070年代初期：年代初期： plc plc只有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的只有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用

3、来取代传统的继电器控制继电器控制, ,通常称为可编程逻辑控制器（通常称为可编程逻辑控制器（programmable logic programmable logic controllercontroller）7070年代中期：年代中期： 微处理器技术应用到微处理器技术应用到plcplc中，使中，使plcplc不仅具有逻辑控制功能，还增加了不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能算术运算、数据传送和数据处理等功能 8080年代以后：年代以后： 随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，1616位和位和3232位

4、位微处理器应用于微处理器应用于plcplc中，使中，使plcplc得到迅速发展。得到迅速发展。plcplc不仅控制功能增强，不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能。 plc基础知识与常规维护及故障排除方法 page: 4 n 近年来近年来plcplc发展迅速发展迅速 plcplc集电器控制、仪表、传动为一体、性价比高、可集电器控制、仪表、传动为一体、性价比高、可靠性高的特点，已成为自动化

5、工程的核心设备。靠性高的特点，已成为自动化工程的核心设备。 plcplc成为成为具备有计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高具备有计算机功能的一种通用工业控制装置，其使用量高居首位居首位。 plcplc现已成为现代工业自动化的三大技术支柱之一。现已成为现代工业自动化的三大技术支柱之一。 现代自动化三大技术包含现代自动化三大技术包含plcplc、机器人、工控机、机器人、工控机 。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 5 三、三、 plcplc的现状及发展趋势的现状及发展趋势 19691969年美国数据设备公司（年美国数据设备公司（decdec）研制了第一台）研制了第一台p

6、lcplc，从此从此plcplc发展迅猛。发展迅猛。 我国改革开放后，美国我国改革开放后，美国abab、gege、modiconmodicon、titi，日本，日本omronomron、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入、三菱、富士，德国西门子等厂家的产品不断进入我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。我国，并在各行各业的工控系统中占据重要地位。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 6 n plcplc三大流派三大流派 欧洲：欧洲：德国的西门子德国的西门子(siemens)(siemens)、aegaeg及法国的及法国的titi公司公司 美国：美国：a-ba-b（

7、allen-bradlyallen-bradly）( (其产品约占美国其产品约占美国plcplc市场市场5050的份额。的份额。 ) )、gege（general electricgeneral electric）、莫迪康、莫迪康(modicon)(modicon)公司、德州仪器公司、德州仪器(t1)(t1)公司、公司、 歌德歌德(gould)(gould)公司、西屋公司公司、西屋公司 日本：日本：三菱三菱mitsubishi mitsubishi 、 欧姆龙（欧姆龙（omronomron）、）、 fuji fuji （日本日本主要发展中小型主要发展中小型plcplc，在世界小型在世界小型pl

8、cplc市场上，市场上， 日本产品约占有日本产品约占有7070的份额。在中国，的份额。在中国，omronomron产品的销量居首位。）产品的销量居首位。） 目前国内市场还有韩国、台湾等目前国内市场还有韩国、台湾等plcplc产品；现在市场上出现了系列产品；现在市场上出现了系列化的国产化的国产plcplc，其价格相对低廉，性价比高。，其价格相对低廉，性价比高。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 7 西门子西门子plcplc外形图外形图s7-200系列系列plcs7-300系列系列plcs7-400系列系列plcsimart200系列系列plc plc基础知识与常规维护及故障排

9、除的方法 page: 8 q系列系列plcfx2n系列系列plcfx1n系列系列plcfx1s系列系列plc plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 9 欧姆龙欧姆龙plcplc外形图外形图c200h系列系列plccpm1a、cpm2a系列系列plc plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 10 美国美国ab-plcab-plc外形图外形图 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 11 信捷信捷plcplc基础知识与常规维护及故障排除的方法台达台达plc page: 12 plcplc的国内外状况的国内外状况 1974 1974年我国开始仿制美国的第二

10、代年我国开始仿制美国的第二代plcplc产品，但因元器件质量和技术产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到问题等原因未能推广。直到19771977年，我国才研制出第一台具有实用价值年，我国才研制出第一台具有实用价值的的plcplc，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。 主要厂家有：台湾的台达、永宏、丰炜。大陆的和利时，科迪纳，易主要厂家有：台湾的台达、永宏、丰炜。大陆的和利时，科迪纳，易达，信捷，嘉华，全志，科赛恩，智达，恒日，禾川，汇川等。达，信捷，嘉华，全志，科赛恩，智达，恒日，禾川，汇川等。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 p

11、age: 13 通用性强，使用方便通用性强，使用方便 功能强，适应面广功能强，适应面广 可靠性高，抗干扰能力强可靠性高，抗干扰能力强 编程方法简单，容易掌握编程方法简单，容易掌握 plc plc控制系统的设计、安装、调试和维修工作少控制系统的设计、安装、调试和维修工作少. .极为方便。控制极为方便。控制程序变化方便程序变化方便. .具有很好的柔性。具有很好的柔性。 体积小、重量轻、功耗低体积小、重量轻、功耗低 plcplc的特点的特点 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 14 plcplc的基本功能的基本功能逻辑控制功能 回路控制功能定时控制功能 通讯联网功能计数控制功能 监

12、视控制功能步进控制功能 停电记忆功能数据处理功能 故障诊断功能 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 15 plcplc与其他工业控制系统的比较与其他工业控制系统的比较 plc与继电器控制系统比较与继电器控制系统比较 继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。继电器控制采用硬接线方式装配而成，只能完成既定的功能。plc控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。控制只要改变程序并改动少量的接线端子，就可适应生产工艺的改变。从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继电器控制从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面进行比较。传统的继

13、电器控制大多数将被大多数将被plc所取代。所取代。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 与工业计算机比较与工业计算机比较工控机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。工控机控制要求开发人员具有较高的计算机专业知识和微机软件编程的能力。plc采用采用“自然语言自然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用 ，便于推广应用。便于推广应用。plc是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。是专为工业现场应用而设计的，具有更高的可靠性。在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高的环境中，工控机则更能发在模型复杂、计算量大

14、且较难、实时性要求较高的环境中，工控机则更能发挥其专长。挥其专长。 page: 16 plcplc基本原理基本原理2.1 2.1 plcplc内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用2.2 2.2 plcplc工作过程特点及主要性能指标工作过程特点及主要性能指标2.42.4 plcplc分类分类 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 17 plcplc内部硬件框图及各部分作用内部硬件框图及各部分作用 plc plc的组成的组成 plcplc由四部分组成由四部分组成 ：中央处理单元（：中央处理单元（cpucpu板）、输入输出（板）、输入输出（i/oi/o）部件和电源部件。

15、部件和电源部件。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 18 plcplc的基本组成的基本组成包括包括两部分两部分中央处理器（中央处理器（cpucpu）、）、存储器、输入接口、输存储器、输入接口、输出接口、通信接口、电源等出接口、通信接口、电源等系统程序和用户程序系统程序和用户程序 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 19 plcplc中常采用的中常采用的cpucpu有三类：有三类： 1) 1) 通用微处理器（如通用微处理器（如z80z80、80868086、8028680286等）等） 2) 2) 单片微处理器（如单片微处理器（如80318031、80968

16、096等）等） 3) 3) 位片式微处理器位片式微处理器( (如如amd29wamd29w等等) )小型小型plcplc：大多采用大多采用8 8位通用微处理器和单片微处理器；位通用微处理器和单片微处理器；中型中型plcplc：大多采用大多采用1616位通用微处理器或单片微处理器；位通用微处理器或单片微处理器； 大型大型plcplc：大多采用高速位片式微处理器（大多采用高速位片式微处理器（3232位）；位）； 小型小型plcplc为单为单cpucpu系统；系统；中、大型中、大型plcplc则大多为双则大多为双cpucpu或多或多cpucpu系统；系统；对于双对于双cpucpu系统，系统，通通常处

17、理器为常处理器为1616位或位或3232位处理器位处理器 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 20 输入输入/ /输出接口（输出接口（i/oi/o模块）模块）输入输入/ /输出接口：通常也称输出接口：通常也称i / o i / o 接口或接口或i / oi / o单元，是单元，是plcplc与工业生产与工业生产现场之间的连接通道。现场之间的连接通道。plcplc输入接口输入接口-接收接收用户设备的各种控制信号，如限位开关、按钮、用户设备的各种控制信号，如限位开关、按钮、选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模拟量选择开关、行程开关以及其它一些传感器输出的开关量或模

18、拟量( (要通要通过模数变换进入机内过模数变换进入机内) )等，通过输入接口电路将这些信号转换成等，通过输入接口电路将这些信号转换成cpucpu能能够接收和处理的信号，够接收和处理的信号，用这些数据作为用这些数据作为plcplc对被控制对象进行控制的依对被控制对象进行控制的依据。据。plcplc输出接口输出接口-将将plcplc的中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现的中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号的输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备场需要的强电信号的输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。的执行元件。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 p

19、age: 21 电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种电平转换功能：由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而多样的，而plcplc内部内部cpucpu的处理的信号是标准电平信号。的处理的信号是标准电平信号。光电隔离和滤波功能，以提高光电隔离和滤波功能，以提高plcplc的抗干扰能力，通常还有状态指示，的抗干扰能力，通常还有状态指示，工作状况直工作状况直观，便于维护。观，便于维护。 i / o i / o 接口的类型：接口的类型： 开关量输入开关量输入/ /输出接口输出接口 模拟量输入模拟量输入/ /输出接口输出接口 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法

20、 page: 22 输入输入/ /输出（输出（i/oi/o）点数：点数：是指是指plcplc所能接受的输入信号和输出信号的所能接受的输入信号和输出信号的总和。总和。是选择是选择plcplc的重要依据之一。的重要依据之一。 当当i/oi/o点数不够时，可通过点数不够时，可通过plcplc的的i/oi/o扩展接口对系统进行扩展接口对系统进行扩展。扩展。plcplc的输入、输出点比的输入、输出点比3:23:2 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 23 plcplc编程器及作用编程器及作用 编程器的作用：是编辑、调试、输入用户程序，也可在编程器的作用：是编辑、调试、输入用户程序，也可

21、在线监控线监控plcplc内部状态和参数，与内部状态和参数，与plcplc进行人机对话。进行人机对话。 它是开发、应用、维护它是开发、应用、维护plcplc不可缺少的设备。不可缺少的设备。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 24 plcplc中的电源及作用：中的电源及作用：plcplc配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。配有开关式稳压电源，以提供内部电路使用。与普通电源相比，与普通电源相比，plcplc电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此，对电源的稳定性好、抗干扰能力强。因此，对于电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值于电网提供的电源稳定度要求不高，一般

22、允许电源电压在其额定值15%15%的范围内波动。的范围内波动。许多许多plcplc还向外提供直流还向外提供直流2424v v稳压电源，用于对外部传感稳压电源，用于对外部传感 器供电。器供电。电源的容量有限，不能过多的负载外部电子原件。电源的容量有限，不能过多的负载外部电子原件。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 25 : : 与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印与监视器连接，可将控制过程图像显示出来与监视器连接，可将控制过程图像显示出来与与plcplc连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制连接，组成多机系统或连

23、成网络，实现更大规模控制与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合与计算机连接，组成多级分布式控制系统，控制与管理相结合与人机界面（触摸屏）连接可以操作监控设备与人机界面（触摸屏）连接可以操作监控设备与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的与智能接口模块连接。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的cpucpu、系统程序、存储器以及与系统程序、存储器以及与plcplc系统总线相连的接口。系统总线相连的接口。plcplc的智能接口模的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控

24、制模块、中断控制模块等。制模块等。与编程器连接进行与编程器连接进行plcplc编程编程 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 26 plcplc与电脑通讯方式与电脑通讯方式 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 27 编编 程程 器器 编程器是编程器是plcplc最常用的工具，它是最常用的工具，它是plcplc中唯一不需要通过功能模块或软中唯一不需要通过功能模块或软件对件对plcplc进行程序编写的工具。进行程序编写的工具。 它通过主机上的编程器接口直接它通过主机上的编程器接口直接与主机相连。与主机相连。 编程器上有一个方式选择开关，编程器上有一个方式选择开关，

25、用于控制用于控制plcplc主机的工作方式主机的工作方式。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 28 其它功能模块：其它功能模块： 模拟量输入模块（即模拟量输入模块（即a/da/d模块）模拟量模块）模拟量数字量数字量 模拟量输出模块（即模拟量输出模块（即d/ad/a模块）数字量模块）数字量模拟量模拟量 动态输入动态输入/ /输出模块输出模块 自带动态扫描功能自带动态扫描功能 温度传感器模块温度传感器模块 温度温度模拟量模拟量数字量数字量 高速计数模块高速计数模块 高频脉冲信号高频脉冲信号 pid pid模块模块 远程远程i/oi/o模块模块 扩展距离几千千米扩展距离几千千米

26、通讯模块通讯模块 与其它与其它plcplc、微机、互连网通讯、微机、互连网通讯 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 29 u系统程序系统程序: : 系统程序，完成系统诊断、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各系统程序，完成系统诊断、功能子程序调用、管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能。种参数设定等功能。 系统程序，由系统程序，由plcplc的制造厂家编写的，在的制造厂家编写的，在plcplc使用过程中不会变动，它和使用过程中不会变动，它和plcplc的硬件组成有关，它关系到的硬件组成有关，它关系到plcplc的性能。的性能。 系统程序，由制造厂家直接固化在只读存储器系

27、统程序，由制造厂家直接固化在只读存储器romrom、promprom或或epromeprom中，用户中，用户不能访问和修改不能访问和修改。plcplc的软件系统的软件系统1 1 系统程序系统程序；2 2 用户程序用户程序；3 3 编程语言编程语言 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 30 用户程序用户程序:用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。用户程序是用户根据控制对象生产工艺及控制的要求而编制的应用程序。它是由它是由plcplc控制对象的要求而定的。控制对象的要求而定的。为便于读出、检查和修改，用户程序一般存于为便于读出、检查和修改，用户程序一般存

28、于cmoscmos静态静态ramram中，用锂电中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为防止干扰对为防止干扰对ramram中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在变，可将其固化在epromeprom中。中。现在有许多现在有许多plcplc直接采用直接采用eepromeeprom作为用户存储器。作为用户存储器。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 31 plcplc的编程语言的编程语言 在在plcplc系统结构不断发展的同时，系统结构不断发展的同时，plc

29、plc的编程语言也越来越丰的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。富，功能也不断提高。 程序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、逻辑功能图程序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。梯形图是当前使用最广泛的一种编程方法。和高级语言。梯形图是当前使用最广泛的一种编程方法。 除了的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向除了的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（算机兼容的高级语言（basicbasic、c c、c+c+、abab语言等

30、）等。语言等）等。 多种编程语言的并存、互补与发展是多种编程语言的并存、互补与发展是plcplc进步的一种趋势。进步的一种趋势。 c c plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 32 plcplc采用采用“顺序、循环扫描顺序、循环扫描”工作方式，这个过程可分输入采样，程序工作方式，这个过程可分输入采样，程序执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描执行、输出刷新三个阶段，整个过程扫描并执行一次所需的时间称为扫描周期周期。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 33 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法plcplc执行用户程序的特点：执行用

31、户程序的特点： 按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序 执行程序时所需数据取自于：执行程序时所需数据取自于：输入映像寄存器输入映像寄存器元件映像寄存器元件映像寄存器 输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变 每个扫描周期每个扫描周期i/oi/o刷新阶段集中读入刷新阶段集中读入/ /读出数据读出数据 page: 34 扫描周期和扫描周期和i/oi/o滞后时间滞后时间

32、 i/o i/o滞后时间又称为系统响应时间，是指滞后时间又称为系统响应时间，是指plcplc外部输外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信入信号发生变化的时刻起至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的间隔。号发生变化的时刻之间的间隔。 plcplc在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的在运行工作状态时，执行一次扫描操作所需要的时间称为扫描周期。其典型值为时间称为扫描周期。其典型值为1 1- -100ms100ms。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 35 （3 3） 输出继电器的动作延迟（继电器输出型输出继电器的动作延迟（继电器输出型plcplc）。）

33、。从输出锁存器从输出锁存器onon、到输出触点、到输出触点onon经历一定时间经历一定时间（4 4）用户程序的长短及语句编排）用户程序的长短及语句编排。要求有较快响应的场合要求有较快响应的场合最好不要使用继电器输出型最好不要使用继电器输出型plcplc而是晶体管型而是晶体管型plcplc。i/oi/o滞后现象，对慢速控制系统影响不大。滞后现象，对慢速控制系统影响不大。要求快速响应的场合，需要解决要求快速响应的场合，需要解决i/oi/o速度问题速度问题。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 36 1 1、plcplc的扫描周期和用户程序的长短与系统构成有关，用的扫描周期和用户程

34、序的长短与系统构成有关，用户程序越短、系统构成越简单，扫描周期越短。户程序越短、系统构成越简单，扫描周期越短。 2 2、plcplc的扫描周期一般在的扫描周期一般在10ms10ms级，这样普通输入点的信号级，这样普通输入点的信号频率应不大于频率应不大于50hz50hz（在使用时一般在（在使用时一般在10hz10hz以下）。以下）。 3 3、如程序太庞大，超过、如程序太庞大，超过plcplc看门狗时间看门狗时间plcplc系统会停止运系统会停止运行报错。行报错。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 37 1.i/o1.i/o点数点数指指plcplc外部输入和输出端子数总合。外部

35、输入和输出端子数总合。2.2.用户程序存储容量用户程序存储容量用来衡量用来衡量plcplc所能存储用户程序的多少所能存储用户程序的多少。3.3.扫描速度扫描速度指扫描指扫描10001000步用户程序所需的时间，以步用户程序所需的时间，以ms/ms/千步为单位。千步为单位。4.4.指令系统条数指令系统条数指指plcplc具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量具有的基本指令和高级指令的种类和数量。种类数量越多，软件功能越强越多，软件功能越强。plcplc主要技术性能指标主要技术性能指标5. 5. 内部寄存器内部寄存器6. 6. 高功能模块高功能模块 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法

36、 page: 38 可编程序控制器分类可编程序控制器分类按结构形式分类按结构形式分类 整体式整体式plcplc：整体式是将整体式是将plcplc的的cpucpu、存储器、存储器、i/oi/o单元、单元、电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有电源等安装在同一机体内，构成主机，另外还有i/oi/o扩展单元扩展单元配合主机使用，用以扩展配合主机使用，用以扩展i/oi/o点数。整体式点数。整体式plcplc的特点是结构的特点是结构紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，紧凑、体积小、成本低、安装方便，但输入输出点数固定，灵活性较低，小型灵活性较低，小型plcplc多采用这种结构。多采用

37、这种结构。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 39 组合式组合式plcplc：组合式组合式plcplc是由一些标准模块单元组成，采是由一些标准模块单元组成，采用总线结构，不同功能的模块（如用总线结构，不同功能的模块（如cpucpu模块、输入模块、输出模块、输入模块、输出模块、电源模块等）通过总线连接起来。模块、电源模块等）通过总线连接起来。 组合式组合式plcplc的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具的特点是可以根据功能需要灵活配置，构成具有不同功能和不同控制规模的有不同功能和不同控制规模的plcplc，多用于大型和中型，多用于大型和中型plcplc。 plc基础知识与

38、常规维护及故障排除的方法 page: 40 组合式组合式plc plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 41 模块式结构模块式结构plcplc的结构的结构 电源单元din导轨 cpu单元 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 42 大型大型plc结构结构 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 43 3 3）叠装式）叠装式plc plc 还有一些还有一些plcplc将整体式和模块式的特点结合起来。将整体式和模块式的特点结合起来。 叠装式叠装式plcplc其其cpucpu、电源、电源、i/oi/o接口等也是各自独立的模块，接口等也是各自独立的模块，但它

39、们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 44 按控制规模分类按控制规模分类输入输出的总路数，又称为输入输出的总路数，又称为i/oi/o点数，是表征点数，是表征plcplc控制规模的重要参数。因控制规模的重要参数。因此，按控制规模对此，按控制规模对plcplc分类时，可分为：分类时，可分为：1.1.小型小型plcplc：i/oi/o点数较少，在点数较少，在256256点以下的点以下的p

40、lcplc。2.2.中型中型plcplc：i/oi/o点数较多，在点数较多，在256256点以上、点以上、20482048点以下的点以下的plcplc。3.3.大型大型plcplc：i/oi/o点数较多，在点数较多，在20482048点以上的点以上的plcplc。但大中小型但大中小型plcplc的划分并无严格的界限，的划分并无严格的界限，plcplc的的i/oi/o点数可以依据需要灵活点数可以依据需要灵活配置配置。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 45 1 1）微型机）微型机omron公司的公司的sp系列系列 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法香飘飘食品股份有限公司

41、 page: 46 2 2）小型机）小型机omron公司的公司的cpm1a、cqm系列系列松下公司的松下公司的fp1系列系列 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 47 3 3）中型机）中型机omron公司的公司的c200h西门子公司的西门子公司的s7-300 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 48 4 4）大型机）大型机omron公司的公司的c1000h松下公司的松下公司的fp3comron公司的公司的2000h plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 49 comroncomron公司的公司的2000h2000h plc基础知识与常规维护及

42、故障排除的方法 page: 50 5 5）超大型机）超大型机 美国美国gege公司的公司的90709070机，其点数可达机，其点数可达2400024000点，另外还点，另外还有有80008000路的模拟量。路的模拟量。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法香飘飘食品股份有限公司 page: 51 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统通信等功能。主

43、要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机系统 ： 具有低档具有低档plcplc功能外，具有较强的模拟量输入功能外，具有较强的模拟量输入/ /输出、算输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程术运算、数据传送和比较、数制转换、远程i/oi/o、子程序、通信联网等功子程序、通信联网等功能。有些还增设中断、能。有些还增设中断、pidpid控制等功能控制等功能 ： 具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、具有中档机功能外，增加带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数运算、制表及表格传送等。高档等。高

44、档plcplc机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 3 3、plcplc的分类（按功能分类）的分类（按功能分类） plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 52 故障诊断故障诊断plc是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高，出现故障的概率较低，但是，出现故障也是难以避免的。一般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最低。故障的后

45、果轻的可能造成设备的停机，影响生产的数量；重的可能造成财产损失和人员伤亡，如果是一些特殊的控制对象，一旦出现故障可能会引发更严重的后果。故障发生后，对于维护人员来说最重要的是找到故障的原因，迅速排除故障，尽快恢复系统的运行。对于系统设计人员在设计时要考虑到系统出现故障后的系统的自我保护措施力争使故障的停机时间最短，故障的产生的损失最小。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 53 了解了解plc的基本故障种类的基本故障种类 一般plc的故障主要有外部故障或是内部错误造成。外部故障时由外部传感器或执行机构的故障等引发plc产生故障，可能会使整个系统停机，甚至烧坏plc。 而内部错

46、误是plc内部的功能性错误或编成错误造成的，可以使系统停机。出现错误时cpu将进入stop模式。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 54 掌握掌握plc的常规维护及故障排除的方法的常规维护及故障排除的方法 为了保障系统的正常运行，定期对为了保障系统的正常运行，定期对plc系统进行系统进行维护和检查是必不可少的，而且还必须熟悉一些维护和检查是必不可少的，而且还必须熟悉一些故障诊断和排除方法。故障诊断和排除方法。 检查与维护检查与维护外部故障的排除方法外部故障的排除方法内部错误的故障诊断内部错误的故障诊断 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 55 检查与维护检

47、查与维护 一、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，通常每隔半年时间应对plc作定期检查。如果plc的工作条件不符合规定的标准，就要做一些应急处理，以便使plc工作在规定的标准环境。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 56 周期性检查一览表周期性检查一览表检查项目检查项目 检查内容检查内容 标准标准 交流电源交流电源电压电压稳定度稳定度 .测量加在测量加在plc上的电压是否为额定值？上的电压是否为额定值？电源电压是否出现频繁急剧的变化？电源电压是否出现频繁急剧的变化？ .电源电压必须在工作电压范电源电压必

48、须在工作电压范围内围内电源电压波动必须在允许范电源电压波动必须在允许范围内围内 工作环境工作环境温度、湿度温度、湿度震动、灰尘震动、灰尘 温度和湿度是否在相应的变化范围内？温度和湿度是否在相应的变化范围内？（当（当plc安装在仪表板上时，仪表上的温安装在仪表板上时，仪表上的温度可以认为是度可以认为是plc的环境温度。）的环境温度。） 温度温度055相对湿度相对湿度85%以以下振幅小于下振幅小于0.5mm（1055hz）无大量灰尘、）无大量灰尘、盐分和铁屑盐分和铁屑安装条件安装条件 基本单元和扩展单元是否安装牢固？基本单元和扩展单元是否安装牢固？基本单元和扩展单元的联接电缆是否完全基本单元和扩展

49、单元的联接电缆是否完全插好？插好？接线螺钉是否松动？接线螺钉是否松动？外部接线是否损坏？外部接线是否损坏？ 安装螺钉必须上紧安装螺钉必须上紧联接电缆不能松动联接电缆不能松动联接螺钉不能松动联接螺钉不能松动外部接线不能有任何外观异外部接线不能有任何外观异常常 使用寿命使用寿命 锂电池电压是否降低？锂电池电压是否降低？继电器输出触点继电器输出触点锂电池工作锂电池工作5年左右年左右继电器输出触点寿命继电器输出触点寿命300万万次（次（35v以上）以上） plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 57 日常维护日常维护 plc除了锂电池和继电器输出触点外，基本上没有其它易损元器件。由于存放

50、用户程序的随机内存（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基本单元上的电池电压跌落指示灯会亮。提示用户注意，有锂电池所支持的程序还可以保持一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 58 调换锂电池的步骤调换锂电池的步骤： 1、在拆装之前，应先让plc通电15s以上，这样可使作为内存备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对plc作短暂供电，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，

51、装上新电池。 5、盖上电池盖板。 更换电池的时间要尽量短，一般不允许超过3min。如果时间过长，ram中的程序将丢失。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 59 外部故障的排除方法外部故障的排除方法 plc有很强的自诊断能力，当plc自身故障或外围设备发生故障，都可用plc上具有诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 60 故障查找故障查找 1、总体检查、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，以找出具体故障障，如下图如下图 plc基础知识与常规维

52、护及故障排除的方法 page: 61 电源故障检查电源故障检查电源等不亮部需要对供电系统进行检查，检查流程图如图所示。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 62 运行故障检查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，检查流程图如图所示行，检查流程图如图所示。 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 63 输入输出故障检查输入输出故障检查输入输出是输入输出是plc与外部设备进行信息交流的信道，其是否正常工作，除了和与外部设备进行信息交流的信道，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、保险管等组件状态有关。输入输出单元有关外，还与联接配线、接线端子、保险管等组件状态有关。 输入检查流程图输入检查流程图 plc基础知识与常规维护及故障排除的方法 page: 64