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10个PLC综合故障原因分析,看完本文轻松解决!附PLC实用技巧

小条 2024-10-01

近年来,随着社会的发展,PLC可编程控制器在工业生产现场得到了广泛的应用,工程师对其使用的要求逐年提高,对可编程控制器正常稳定运行的要求也越来越高马苏。系统也变得越来越昂贵。

虽然我们可以保证PLC产品本身的可靠性,但应用中的错误操作也会产生一定的影响。

希望这篇文章对那些日常使用PLC的人有所帮助。

01

接地问题

PLC系统的接地要求比较严格,最好有单独的专用接地系统。另请注意,与PLC 相关的其他设备也必须安全接地。

当多个电路接地点连接在一起时,可能会产生意外电流,导致逻辑错误并损坏电路。

接地电位不同的原因通常是因为物理区域中接地点相距太远。当远处的设备通过通信电缆或传感器连接时,电缆和地之间的电流会影响设备的负载电流。即使在很短的距离内,大型设备本身和电路中的地电位也会发生变化,或者电磁效应会直接产生不可预测的电流。

电源之间的接地不当会导致破坏性电流在电路中流动并损坏设备。

PLC系统通常使用单点接地。屏蔽浮动技术可用于模拟信号,以提高对共模干扰的免疫力。即信号线屏蔽层单点接地,信号回路悬空,对模拟信号施加绝缘电阻。接地电阻必须大于50M。

02

干扰处理

工业环境比较恶劣,高低频干扰较多。这些干扰通常通过连接到现场设备的电缆进入PLC。

在电缆设计选型和安装工作中,除了接地措施外,还必须采取一些抗干扰措施。

1、模拟信号属于小信号,容易受到外界干扰,因此应使用双屏蔽电缆。

2、高速脉冲信号(脉冲传感器、计数盘等)应采用屏蔽电缆,以防止外界干扰,防止高速脉冲信号对低电平信号的干扰。

3、PLC之间的通讯电缆频率较高,如果要求不高,应使用厂家提供的电缆。

4. 模拟信号线和直流信号线不能与交流信号线走在同一线槽中。

5. 进出控制面板的屏蔽电缆必须接地并直接连接到设备,不得通过接线端子。

6. 交流信号、直流信号、模拟信号不能共用同一根电缆,因此电源线和信号线应分开。

7. 现场维护时解决干扰的方法包括使用屏蔽电缆并将其中继到有干扰的线路上,以及在程序中添加抗干扰滤波器线。

03

通过消除线路电容来防止故障

电缆的每个导体之间都存在电容,经过认证的电缆可以将该电容限制在一定范围内。

即使电缆兼容,如果电缆长度超过一定值,每条线之间的电容值也会超过规定值,如果用于输入到PLC,PLC 可能会因线间电容而发生故障。许多神秘的现象发生。

这些现象的主要症状是:接线正确,但PLC无输入。 PLC 上应存在的输入不存在。换句话说,PLC 输入会干扰每个输入。其他。要解决此问题,您需要执行以下操作:

1. 使用具有绞合线芯的电缆。

2. 尝试缩短所用电缆的长度。

3. 对于相互干扰的输入使用单独的电缆。

4. 使用屏蔽电缆。

04

输出模块选择

输出模块分为晶体管型、双向可控硅型、接点型。

1、晶体管型开关速度最快(一般为0.2ms),负载能力最小,约为0.20.3A,24V DC,一般适用于连接频率等信号的设备。对于转换和直流设备,请注意晶体管漏电流对负载的影响。

2、晶闸管型具有非接触式、交流负载特性,并具有负载容量小的优点。

3、继电器输出具有交直流负载特性,负载能力大。在常规控制中,一般采用继电器触点式输出,但开关速度通常较慢,约为10ms,因此不适合高频开关应用。

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05

变频器过压和过流处理

1、当降低一定值使电机减速时,电机进入再生制动状态,从电机返回到逆变器的能量也增加,该能量存储在滤波电容器中,并且电容器两端产生电压。当达到直流过压保护设定值时,逆变器跳闸。

解决方案是在变频器外部添加一个制动电阻,并利用该电阻来耗散从电机反馈到直流侧的再生功率。

2、变频器配备多台小电机,如果其中一台小电机出现过流故障,变频器会发出过流故障报警,变频器跳闸,另一台正常小电机停止工作。

排除方法:在变频器输出侧安装1:1隔离变压器。如果一台或多台小型电机发生过流故障,故障电流直流会影响变压器而不是变频器,从而防止变频器跳闸。经过试验,效果很好,之前正常的电机停机现象也没有再出现。

06

标记输入和输出以便于维护

PLC就像一块集成电路,有几十个引脚,有两排交替输入输出继电器端子,以及相应的指示灯和PLC编号。任何不看原理图排除故障设备的人都是无能为力的,并且会大大减慢发现故障的速度。考虑到这种情况,根据电气图制作一个表格,粘贴在设备控制台或控制板上,显示每个PLC输入/输出端子编号对应的电气符号和中文名称。集成电路管的功能说明。

该输入/输出表允许由了解操作过程或熟悉该设备梯形图的电工启动维护。

但对于不熟悉操作流程、看不懂梯形图的电气工程师来说,需要另外建立一个表,即PLC的输入输出逻辑功能表。该表实际上显示了大多数操作的输入循环(触发元素、关联元素)和输出循环(执行元素)之间的逻辑对应关系。

实践证明,如果运用好输入输出对应表和输入输出逻辑功能表,无需图纸即可轻松排除电气故障。

07

使用程序逻辑进行故障估计

工业上常用的PLC类型很多,在S7-300等低端PLC中,很多程序都是使用梯形图指令的语言表来编译的。

实际的梯形图如果没有汉字符号,会很难读懂,所以我认为在看梯形图之前,如果对设备流程和操作过程有一个大概的了解,会更容易读懂。

在进行电气故障分析时,一般采用逆向搜索或逆向推理的方法。也就是说,根据输入输出对应表,从故障位置找到与PLC对应的输出继电器,并推导出它们之间的逻辑关系。如果行为得到满足,则启动反向检查。

经验表明,一台设备上同时出现两个或多个故障的故障点并不多,因此,只要发现一个问题,一般就可以排除。

08

PLC自我故障诊断

一般来说,PLC 是非常可靠的设备,故障率非常低。除非PLC输入点受到强电侵入造成,否则PLC或CPU等硬件损坏或软件操作错误的机会几乎为零。 PLC输出继电器的常开点即使负载电流超过额定范围也不会损坏,而且只要周围负载不短路或设计不合理,触点寿命也会很长。

因此,在查找电气故障时,您不必总是怀疑问题出在PLC 硬件或编程上。这对于快速修复故障设备非常重要。我们将恢复生产。

因此,笔者对PLC控制回路电气故障排除的重点不是PLC本身,而是PLC控制的回路中的外围电气元件。

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09

最大限度合理利用软硬件资源

1、不参与控制循环或在控制循环之前输入的指令不需要连接到PLC。

(2.如果多个指令控制一个任务,可以将它们并联在PLC外部并连接到输入点。

3、力求充分利用PLC内部功能软元件,充分调用中间状态,使程序完整、一致、易于开发。同时减少了硬件投资,降低了成本。

4、如果条件允许,最好使每个输出独立。这使得控制和检查更加容易,并且还确保如果输出点出现故障,相应的输出电路就会失去控制。

5、对于正反方向控制输出的负载,除了从PLC内部程序进行联锁外,还需要在PLC外部采取措施,防止负载双向移动。

6、PLC急停必须使用外部开关来切断,以确保安全。

10

其他注意事项

1、不要将交流电源线连接到输入端子上,以免烧坏PLC。

2、接地端子必须独立接地,不得与其他设备的接地端子串联。接地导体的截面积必须至少为2mm。

3、辅助电源功率小,只能驱动小功率设备(如光电传感器)。

4、有些PLC有一定数量的占用点数(即空地址端子),不连接线路。

5、如果PLC输出电路没有保护,则应在外部电路中串接保险丝等保护器件,以防止负载短路而损坏。

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