维修电工技师论文PLC

1、提高PLC控制系统 的可靠性研究单位：京博农化科技股份某某 许学军日期：2014年12月4日： 根据本公司的设备离心机讲解提高PLC控制系统的可靠性研究单位：京博农化科技股份某某许学军可编程序控制器是在程序控制器和微机控制的根底上开展起来的微机技术 跟继电器常规控制概念相结合的产物， 并已成为自动化控制系统的根本装置。 用 PLC来控制系统设备，其工作的可靠性要比单纯继电器和接触器控制大大提高。就三菱的F系列，据称其平均无故障时间已达 30万小时。所以，整个PLC控制 系统的可靠性，主要取决于PLC的外围设备，比如输入器件中的行程开关、输出 器件中的接触、继电器和电磁阀等。另外，从软件程序的编

2、制来考虑，如果能编 制出一个带有监控的程序，对提高系统的可靠性也有很大好处。下面就如何提高PLC控制系统的可靠性进展一些探讨。简述了影响可编程序 控制器控制系统可靠性的主要因素， 并就可编程序控制器的工作环境、 电源的要 求、接地和连接线的方式、 降级操作设计、 控制系统的输入电路和输出电路与可 编程序控制的软件程序编制等多个方面，提出了一些可行的方法和措施。关键词：可编程序控制器；外围设备；软件程序；可靠性。目录第1章： 从PLC外围设备来考虑提高PLC的可靠性 51.1 工 作 环 境 的 要求.51.2 电源的要求 .51.3 接地和接线 .51.4 PLC 的 I/O 电路.61.5

3、离心机I/O点与影响可靠性因素 .6第二章从PLC的软件程序来考虑提高控制系统的可靠性.72.1运行状况超时检测 .72.2 逻辑错误检测. 82.3 开机初始化程序.82.4 降级操作设计.9.9第三章 完毕语可编程序控制器以下简称 PLC是在程序控制器和微机控制 的根底上开展起来的微机技术跟继电器常规控制概念相结合的产物， 从广义上讲，PLC是一种计算机系统，比一般计算机具有更强的与工 业过程相连接的输入输出接口，并已成为自动化控制系统的根本装 置。PLC已经广泛应用于机械、冶金、化工、汽车、轻工等行业中， 已根本取代了传统的继电器和接触的逻辑控制。 用PLC来控制系统设 备，其工作的可靠

4、性要比单纯继电器和接触器控制大大提高。就 PLC 本身而言，平均无故障时间一般已可达 3 万5 万小时：而三菱的 F 系统，据称其平均无故障时间已达 30万小时。所以，整个PLC控制 系统的可靠性，主要取决于PLC的外围设备，比如输入器件中的行程 开关、按钮、接近开关，输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。 离心机上面带的外围元件主要有：按钮、磁力开关、接近开关、继电 器和电磁阀；维护保养好外围元件是保障设备正常运行的必要条件。 另外，从软件程序的编制来考虑， 如果能编制出一个带有监控的程序， 对提高系统的可靠性也有很大好处。下面就如何提高PLC控制系统的可靠性进展一些探讨第一章从PLC外围设

5、备来考虑提高PLC的可靠性PLC是专为工业生产环境而设计的控制设备，当工作环境较为恶劣，如电磁 干扰较强，湿度高、电源、输入和输出电路等易受到干扰时，会使控制系统的可 靠性受到影响。1. 1工作环境的要求一般PLC工作的环境温度应在0°C-55°C的X围，并要防止太阳光直接照射； 安装时要远离的热源，保证足够大的散热空间和通风条件；空气的相对湿度应小于85%不结露，以保证PLC的绝缘良好。PLC应防止安装在有振动的场所；对 振动源允许的条件如此应按照产品说明书的要求，安装减振橡胶垫或采取其他防 振措施。空气中有粉尘和有害气体时，应将PLC封闭安装.。1.2电源的要求不同的P

6、LC产品,对电源的要求也不同,这里包括电源的电压等级、频率、交 流纹波系数和输入输出的供电方式等。对电磁干扰较强、而对PLC可靠性要求以较高的场合，PLC的供电应与动力 供电和控制电路供电分开，必要时，可采用带屏蔽的隔离变压器供电、串联LC滤波电路等。在设计时，外接的直流电源应采用稳压电源，供电功率应留有 20%-30%勺余量。对由控制本身提供的真流电源，应了解它所能提供的最大电流， 防止过电流造成设备的损坏。1.3接地和接线PLC的良好接地是正常运行的前提，在设计时,PLC的接地应与动力设备的接 地分开，采用专用接地；如不能分开接地时，应采用共用接地；绝对禁止采用共通 接地方法如图1所示，接

7、地点应尽可能靠近PLC接地线的径应大于4mm接地电 阻一般应小于10欧姆PLC 外设备PLC 外设备PLC 外设备(a)专用接地b共用接地c共通接地 图1接地方法2PLC的接线包括输入线和输出接线。输入接线的长度不宜过长，一般 不大于30m在线路距离较长时，可采用中间继电器进展信号的转换。输入接线 的端与输出接线的端不能接在一起。 输入接线与输出接线的电缆应分开设置。 必 要时，可在现场分别设置接线箱。集成电路或晶体管设备的输入信号和输出信号 的接线必须采用屏蔽电缆，屏蔽层的接地端应为一点接地，接地点宜在控制器侧。1.4 PLC的I/O电路(1)由于PLC是通过输入电路承受开关量|、模拟量等输

8、入信号的，因此输入 电路的元器件质量的好坏和连接方式直接影响着控制系统的可靠性，比如：按钮、行程开关等输入开关量的触点接触是否良好、接线是否结实等。设备上的机械限 位开关是比拟容易产生故障的元件， 在设计时，应尽量选用可靠性高的接近开关 代替机械限位开关。此外，按钮的常开和常闭触点的选择也会影响到系统的可靠 性。现以一个简单的起动、停止控制线路为例，图2和图3所示的是两个控制线 路和它们对应梯形图，这两个控制线路的控制功能完全一样，按下起动按钮，输出动作；按下停止按钮，输出断开；但它们的可靠性不一样，假设输出断开为安 全状态，那么图形3的可靠性要比图2的高，这是因为SBI、SB2都有发生故障

9、的可能，而最常见的现象是输入电路开路。当采用图3电路时，不论SBI、SB2开关本身开路还是接线开路，输出都安全状态，保证了系统的安全和可靠。7，停控制线路、 X001图gj-起，停控制线路X002(2)在输入端有感性负荷时,为了 并接电容C和电阻R(交流输入信 表4所示，在采取交流输入方式时, 过试验装置的测试，当负荷容量在 10 量在10VA以上时,一般选0.47微乏+47欧姆较适宜.要采取直流输入方式时,经 试验得知|,二极管的额定电流(a)交流输 I图4'亠且号),X0011.5(3)负载的两端并接 左右时，cR浪涌X002冲感应电势损坏模块，在负何两端 或并接续流二极管DCR的

10、选择要适当才能起到较好的效果。通VA以下，一般0.1微乏+120欧姆；负荷容防止反(直流输入信号).如图IA,额定电压要大于电源电压的 3倍 输入方式负荷时输入端有感性输出端有感性负载时,: cL良涌吸收器； 吸收器为0.47UF+47欧姆,如图5所示.CR愈靠近负载,其得知，假如是交流负 如交流是100也200、电压而1过试验鈔旦P载场合,应在400VA流负载场合L如此在负载的两端并接续流二极管 D,6所示.二极管也要靠近负载,其反向耐压应是负载电压白倍.计效果愈好|;假女(是直1如下图为PLC接线图:fPLC厂11 1图7 PLC接线图X0为升降阀上限位，x1为升降阀下限位，x2为刮料阀前

11、限位，x3为刮料阀 后限位，x4为紧急停止，x5油泵旋钮，x6为手自动旋钮，x7为启动按钮，x8 为复位按钮，x9为上料按钮，x10为刮料按钮，x11为料位信号，y0为中速，y1 为低速，y2为液压电机，y3为刀转阀，y4为刀上下阀，y5为进料阀，y6为刀 退阀，y7为料位阀，y8为自动指示，y9为手动指示，y10为复位指示。工作原理：油泵旋钮旋转x5接通，手自动旋钮旋转x6接通，启动按钮按下 x7接通，程序在自动运行状态。按下上料按钮 X9接通，设备中速运行，转速稳 定后开始进料，料满后关闭进料阀，开始脱液。按下刮料按钮 x10接通，设备转 为低速运行，转速稳定后，刮刀旋进并下降开始刮料，刮

12、刀下降到底完成一个循 环，按下复位按钮x8接通，刮刀返回原位设备停止转动。2影响可靠性因素：因环境原因，刮刀上下限位传感器与前后限位传感 器经常坏，造成卸料不能运行。料位传感器经常坏，进料阀不能关闭跑料。从以 上因素来看维护保养是保证设备正常运行的必要条件。第二章：从PLC的软件程序来虑提高控制系统的可靠性2.1运行状况超时检测为了提高PLC控制系统工作的可靠性，可以专门设置一个定时器，作为监控 程序局部，对系统的运行状态进展检测假如程序运行能正常完毕，如此该定时器就即被清零，假如程序运行发生故障，如出现死循环等，该定时器在设定的时间内 就无法清零，此时PLC发出报警信号.在设计应用程序时，使

13、用这种方法来实现对 系统各局部运行状态的监控.如果用PLC来控制某一对象时，编制程序时可定义 一个定时器来对这一对象的运行状态进展监视，该定时器的设定时间即为这一对 象工作所需的最大时间，当启动该对象运行时，同时也启动该定时器，假如该对象的运行程序在程序在规定的时间完毕工作，发出一个工作完成信号，使该定时器清零，说明这一对象的运行程序正常， 否如此属运行不正常，发出报警信号或 停机信号。监控程序的梯形如图8所示，图中定时器T1为检测元件，X001为控 制对象动作信号，X002为动作完成信号，M2为报警或停机信号。假设被控对象 运行程序完成一次循环需要50s,如此定时器K,值可取510T1为10

14、0ms定时器。 当X001=1时，被控对象运行开始，T1开始计时，如在规定的时间内被控对象的 运行程序能正常完毕，如此 X002动作，M1复位，定时器T1被清零，等待下一 次循环的开始；假如在规定时间没有发出被控对象运行完成的动作信号，如此判断为故障，T1的触点闭合，接通M2发出报警信号或停机信号。图8 动作超时检测程序2.2逻辑在系统正常运行时，可编程序控制器的输入、输出信号和内部信号如辅助 继电器的状态 出现了故障。因 为NO状态，就应的PLC输入地址分别为X001, X002,在两个信号不会同时为.，们同时为NO状态，就说明至少有一个限位开关被卡死，应该停机处理 如图 梯形图中，这两个限

15、位开关对应的输入继电器的常开触点 驱动一个表示限位开关故障的辅助继电器号或停机信错误检测相互之间存在着确定的关系， 如出现异常的逻辑如此说明 旦异常逻辑关系a口 P ?此，可以编写一些常见故障的异常逻辑关系， 应该按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关对 状态，如果他.9X001, X002 串联，来MQ当M0为NO状态时就发出报警信图9逻辑错误检测程序2.3开机初始化程序与特殊辅助几点起的作用1：利用另一款离心机程序截图介绍开机初始化程序，如图10：MittDL50CLCL6问PLIx2O 11WO 群囂 J图10 开机初始化程序PLC 上电后，初始化脉冲辅助继电器常开触点闭合，

16、区间复位动作，使 y000-y013（包括y000与y013）输出全部断开。区间复位动作，使 m400-m499包 括m400与m499辅助继电器全部断开。使数据传送块 MOV动作，将常数1传送 给D15Q使计数器C1复位，使状态继电器复位，使计数器 C15复位，使设备达 到初始化状态。运行监控辅助继电器常开触点闭合，使运算块SUB动作，数据存储器D220内数据减去常数1存入D222使数据传送块MOV动作，将常数-1传送给D1。使 数据传送块MOV动作，将常数-1传送给D2。比拟块动作，当D8030内数据大于 常数100时M200动作。紧急停止按钮x005,油泵热机故障出点X006,变频器故障

17、触点X007,时间继 电器t40常开触点，任何一个闭合 m112动作，数据传输块MOV动作将常数7传 送给D150,设备停机；复位按钮X015,时间继电器t40常开触点，任何一个闭 合m215动作，设备停机；M215常开触点闭合，m109复位，C1复位，区间复位 块动作，状态继电器S0-S50复位，C15复位；手动旋钮x12闭合，y016动作， 手动指示灯亮； X12 常开触点闭合， 常闭触点断开， y015 不动作，自动指示灯灭； 刮刀上限位x000闭合，刮刀前限位闭合或 m200不动作，y017动作，复位指示 灯亮。2特殊辅助继电器的功能：m8000运行监控，运行时常开；m8001运行监 控，运行时常闭；m8002初始化脉冲，运行后输出一个扫描周期的开；m8003初始化脉冲，运行后输出一个扫描周期的关；m8004出错发生；m8011 10ms时钟；m8012 100ms时钟；m8013 1s时钟；m8014 1min时钟；m8015计时停止和预 置；m8016停止显示时间；m8018RT检出；m8019RT（出错 m8034全输出禁止； m8035强制运行模式；m8036强制运行指令；m8037强制停止指令；m8038参数设2.4. 降级操作设计降级操作是指在设计时，将手动操作包括在内的设计，例如，紧急停车的设计， 关