PLC控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和故障類型

PLC控制系統(tǒng)主要由輸入部分、CPU、采樣部分、輸出控制和通訊部分組成，如圖1所示。輸入部分包括控制面板和輸入模板；采樣部分包括采樣控制模板、AD轉(zhuǎn)換模板和傳感器；CPU作為系統(tǒng)的核心，完成接收數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，輸出控制信號；輸出部分有的系統(tǒng)用到DA模板，將輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬量信號，經(jīng)過功放驅(qū)動執(zhí)行器；大多數(shù)系統(tǒng)直接將輸出信號給輸出模板，由輸出模板驅(qū)動執(zhí)行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機(jī)組成。

因為PLC本身的故障可能性，系統(tǒng)的故障主要來自外圍的元部件，所以它的故障可分為如下幾種

（1）輸入故障，即操作人員的操作失誤；

■傳感器故障；

■執(zhí)行器故障；

■PLC軟件故障

這些故障，都可以用合適的故障診斷方法進(jìn)行分析和用軟件進(jìn)行實時監(jiān)測，對故障進(jìn)行預(yù)報和處理。

故障的宏觀診斷就是根據(jù)經(jīng)驗，參照發(fā)生故障的環(huán)境和現(xiàn)象來確定故障的部位和原因。PLC控制系統(tǒng)的故障宏觀診斷方法如下：

■是否為使用不當(dāng)引起的故障，如屬于這類故障，則根據(jù)使用情況可初步判斷出故障類型、發(fā)生部位。常見的使用不當(dāng)包括供電電源故障、端子接線故障、模板安裝故障、現(xiàn)場操作故障等。

■如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或系統(tǒng)運(yùn)行時間較長所引發(fā)的故障。對于這類故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實際過程相連的傳感器、檢測開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和負(fù)載是否有故障：然后檢查PLC的I/O模板是否有故障：后檢查PLC的CPU是否有故障。

■在檢查PLC本身故障時，可參考PLC的CPU模板和電源模板上的指示燈。

■采取上述步驟還檢查不出故障部位和原因，則可能是系統(tǒng)設(shè)計錯誤，此時要重新檢查系統(tǒng)設(shè)計，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。

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PLC控制系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

輸入電路

輸入電路的作用是將輸入控制信號送入PLC，輸入設(shè)備為按鈕SB1、SB2及FR常閉觸頭。外部輸入的控制信號經(jīng)PLC輸入到對應(yīng)的一個輸入繼電器，輸入繼電器可提供任意多個常開觸頭和常閉觸頭，供PLC內(nèi)容控制電路編程使用。

輸出電路

輸出電路的作用是將PLC的輸出控制信號轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動KM線圈和HL1指示燈的信號。PLC內(nèi)部控制電路中有許多輸出繼電器，每個輸出繼電器除了 PLC內(nèi)部控制電路提供編程用的常開觸頭和常閉觸頭外，還為輸出電路提供一個常開觸頭與輸出端口相連，該觸頭稱為內(nèi)部硬觸頭，是一個內(nèi)部物理常開觸頭。通過該觸頭驅(qū)動外部的KM線圈和HL1指示燈等負(fù)載，而KM線圈再通過主電路中KM主觸頭去控制電動機(jī)M的起動與停止。驅(qū)動負(fù)載的電源由外電部電源提供，PLC的輸出端口中還有輸出電源用的COM公共端。

內(nèi)部控制電路

內(nèi)部控制電路由按照被控電動機(jī)實際控制要求編寫的用戶程序形成，其作用是按照用戶程序規(guī)定的邏輯關(guān)系，對輸入、輸出信號的狀態(tài)進(jìn)行計算、處理和判斷，然后得到相應(yīng)的輸出控制信號，通過控制信號驅(qū)動輸出設(shè)備：電動機(jī)M、指示燈HL1等。

用戶程序通過個人計算機(jī)通信或編程器輸入等方式，把程序語句全部寫到PLC的用戶程序存儲器中。用戶程序的修改只需通過編程器等設(shè)備改變存儲器中的某些語句，不會改變控制器內(nèi)部接線，實現(xiàn)了控制的靈活性。

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消除線間電容避免誤動作

電纜的各導(dǎo)線間都存在電容，合格的電纜能把此容值限制在一定范圍之內(nèi)。即使是合格的電纜，當(dāng)電纜長度超過一定長度時，各線間的電容容值也會超過所要求的值，當(dāng)把此電纜用于PLC輸入時，線間電容就有可能引起PLC的誤動作，會出現(xiàn)許多無法理解的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：明接線正確，但PLC卻沒有輸入；PLC應(yīng)該有的輸入沒有，而不應(yīng)該有的卻有，即PLC輸入互相干擾。為解決這一問題，應(yīng)當(dāng)做到：

1、使用電纜芯絞合在一起的電纜；

2、盡量縮短使用電纜的長度；

3、把互相干擾的輸入分開使用電纜；

4、使用屏蔽電纜。

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