近年來,隨著社會(huì)的發(fā)展,PLC可編程序控制器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的使用,同時(shí)技術(shù)人員對(duì)其使用要求也在逐年增高,因此對(duì)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行要求也越來越高。
為大家整理了一些PLC日常應(yīng)用中的實(shí)用技巧,希望能對(duì)大家在日常使用PLC有所幫助。
1接地問題
PLC系統(tǒng)接地要求比較嚴(yán)格,最好有獨(dú)立的專用接地系統(tǒng),還要注意與PLC有關(guān)的其他設(shè)備也要可靠接地。
多個(gè)電路接地點(diǎn)連接在一起時(shí),會(huì)產(chǎn)生意想不到的電流,導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤或損壞電路。
產(chǎn)生不同的接地電勢(shì)的原因,通常是由于接地點(diǎn)在物理區(qū)域上被分隔的太遠(yuǎn),當(dāng)相距很遠(yuǎn)的設(shè)備被通信電纜或傳感器連接在一起的時(shí)候,電纜線和地之間的電流就會(huì)流經(jīng)整個(gè)電路,即使在很短的距離內(nèi),大型設(shè)備的負(fù)載電流也可以在其與地電勢(shì)之間產(chǎn)生變化,或者通過電磁作用直接產(chǎn)生不可預(yù)知的電流。
在不正確的接地點(diǎn)的電源之間,電路中有可能產(chǎn)生毀滅性的電流, 以至于破壞設(shè)備。
PLC系統(tǒng)一般選用一點(diǎn)接地方式。為了提高抗共模干擾能力,對(duì)于模擬信號(hào)可以采用屏蔽浮地技術(shù),即信號(hào)電纜的屏蔽層一點(diǎn)接地,信號(hào)回路浮空,與大地絕緣電阻應(yīng)不小于50MΩ。
2干擾處理
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣,存在著許多高低頻干擾。這些干擾一般是通過與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相連的電纜引入PLC的。
除了接地措施外,在電纜的設(shè)計(jì)選擇和敷設(shè)施工中,應(yīng)注意采取一些抗干擾措施:
(1)模擬量信號(hào)屬于小信號(hào),極易受到外界干擾的影響,應(yīng)選用雙層屏蔽電纜;
(2)高速脈沖信號(hào)(如脈沖傳感器、計(jì)數(shù)碼盤等)應(yīng)選用屏蔽電纜,既防止外來的干擾,也防止高速脈沖信號(hào)對(duì)低電平信號(hào)的干擾;
(3)PLC之間的通信電纜頻率較高, 一般應(yīng)選用廠家提供的電纜,在要求不高的情況下,可以選用帶屏蔽的雙絞線電纜;
(4)模擬信號(hào)線、直流信號(hào)線不能與交流信號(hào)線在同一線槽內(nèi)走線;
(5)控制柜內(nèi)引入引出的屏蔽電纜必須接地,應(yīng)不經(jīng)過接線端子直接與設(shè)備相連;
(6)交流信號(hào)、直流信號(hào)和模擬信號(hào)不能共用一根電纜,動(dòng)力電纜應(yīng)與信號(hào)電纜分開敷設(shè)。
(7)在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)時(shí),解決干擾的方法有:對(duì)受干擾的線路采用屏蔽線纜,重新敷設(shè);在程序中加入抗干擾濾波代碼。
3消除線間電容避免誤動(dòng)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(zhǎng)度超過一定長(zhǎng)度時(shí),各線間的電容容值也會(huì)超過所要求的值,當(dāng)把此電纜用于PLC輸入時(shí),線間電容就有可能引起PLC的誤動(dòng)作,會(huì)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(zhǎng)度;
(3)把互相干擾的輸入分開使用電纜;
(4)使用屏蔽電纜。
4輸出模塊的選用
輸出模塊分為晶體管、雙向可控硅、接點(diǎn)型:
(1)晶體管型的開關(guān)速度最快(一般0.2ms),但負(fù)載能力最小,約0.2~0.3A、24VDC,適用于快速開關(guān)、 信號(hào)聯(lián)系的設(shè)備,一般與變頻、直流裝置等信號(hào)連接,應(yīng)注意晶體管漏電流對(duì)負(fù)載的影響。
(2)可控硅型優(yōu)點(diǎn)是無觸點(diǎn)、具有交流負(fù)載特性,負(fù)載能力不大。
(3)繼電器輸出具有交直流負(fù)載特點(diǎn),負(fù)載能力大。常規(guī)控制中一般首先選用繼電器觸點(diǎn)型輸出,缺點(diǎn)是開關(guān)速度慢,一般在10ms左右,不適于高頻開關(guān)應(yīng)用。
5變頻器過電壓與過電流處理
(1)減小給定使電機(jī)減速運(yùn)行時(shí),電機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),電機(jī)回饋給變頻器的能量亦較高,這些能量貯存在濾波電容器中,使電容上的電壓升高,并很快達(dá)到直流過電壓保護(hù)的整定值而使變頻器跳閘。
處理方法為:采取在變頻器外部增設(shè)制動(dòng)電阻的措施,用該電阻將電機(jī)回饋到直流側(cè)的再生電能消耗掉。
(2)變頻器帶多個(gè)小電機(jī),當(dāng)其中一個(gè)小電機(jī)發(fā)生過流故障時(shí),變頻器就會(huì)過流故障報(bào)警,導(dǎo)致變頻器掉閘,從而導(dǎo)致其它正常的小電機(jī)也停止工作。
處理方法:在變頻器輸出側(cè)加裝1:1的隔離變壓器,當(dāng)其中一臺(tái)或幾小電機(jī)發(fā)生過流故障,故障電流直流沖擊變壓器,而不是沖擊變頻器,從而預(yù)防了變頻器的掉閘。經(jīng)實(shí)驗(yàn)后,工作良好,再?zèng)]發(fā)生以前的正常電機(jī)也停機(jī)的故障。
6標(biāo)記輸入與輸出方便檢修
PLC控制著一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),所能看到的是上下兩排錯(cuò)開的輸入輸出繼電器接線端子、對(duì)應(yīng)的指示燈及PLC編號(hào),就像一塊有數(shù)十只腳的集成電路。任何一個(gè)人如果不看原理圖來檢修故障設(shè)備,會(huì)束手無策,查找故障的速度會(huì)特別慢。鑒于這種情況,我們根據(jù)電氣原理圖繪制一張表格,貼在設(shè)備的控制臺(tái)或控制柜上,標(biāo)明每個(gè)PLC輸入輸出端子編號(hào)與之相對(duì)應(yīng)的電器符號(hào),中文名稱,即類似集成電路各管腳的功能說明。
有了這張輸入輸出表格,對(duì)于了解操作過程或熟悉本設(shè)備梯形圖的電工就可以展開檢修了。
但對(duì)于那些對(duì)操作過程不熟悉,不會(huì)看梯形圖的電工來說,就需要再繪制一張表格:PLC輸入輸出邏輯功能表。該表實(shí)際說明了大部分操作過程中輸入回路(觸發(fā)元件、關(guān)聯(lián)元件)和輸出回路(執(zhí)行元件)的邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系。
實(shí)踐證明:如果你能熟練利用輸入輸出對(duì)應(yīng)表及輸入輸出邏輯功能表,檢修電氣故障,不帶圖紙,也能輕松自如。
7通過程序邏輯推斷故障
現(xiàn)在工業(yè)上經(jīng)常使用的PLC種類繁多,對(duì)于低端的PLC而言,梯形圖指令大同小異,對(duì)于中高端機(jī),如S7-300,許多程序是用語言表編的。
實(shí)用的梯形圖必須有中文符號(hào)注解,否則閱讀很困難,看梯形圖前如能大概了解設(shè)備工藝或操作過程,看起來比較容易。
若進(jìn)行電氣故障分析,一般是應(yīng)用反查法或稱反推法,即根據(jù)輸入輸出對(duì)應(yīng)表,從故障點(diǎn)找到對(duì)應(yīng)PLC的輸出繼電器,開始反查滿足其動(dòng)作的邏輯關(guān)系。
經(jīng)驗(yàn)表明,查到一處問題,故障基本可以排除,因?yàn)樵O(shè)備同時(shí)發(fā)生兩起及兩起以上的故障點(diǎn)是不多的。
8PLC自身故障判斷
一般來說,PLC是極其可靠的設(shè)備,出故障率很低,PLC、CPU等硬件損壞或軟件運(yùn)行出錯(cuò)的概率幾乎為零,PLC輸入點(diǎn)如不是強(qiáng)電入侵所致,幾乎也不會(huì)損壞,PLC輸出繼電器的常開點(diǎn),若不是外圍負(fù)載短路或設(shè)計(jì)不合理,負(fù)載電流超出額定范圍,觸點(diǎn)的壽命也很長(zhǎng)。
因此,我們查找電氣故障點(diǎn),重點(diǎn)要放在PLC的外圍電氣元件上,不要總是懷疑PLC硬件或程序有問題,這對(duì)快速維修好故障設(shè)備、快速恢復(fù)生產(chǎn)是十分重要的。
因此筆者所談的PLC控制回路的電氣故障檢修,重點(diǎn)不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外圍電氣元件。
9充分合理利用軟、硬件資源
(1)不參與控制循環(huán)或在循環(huán)前已經(jīng)投入的指令可不接入PLC;
(2)多重指令控制一個(gè)任務(wù)時(shí),可先在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個(gè)輸入點(diǎn);
(3)盡量利用PLC內(nèi)部功能軟元件,充分調(diào)用中間狀態(tài),使程序具有完整連貫性,易于開發(fā)。同時(shí)也減少硬件投入,降低了成本;
(4)條件允許的情況下最好獨(dú)立每一路輸出,便于控制和檢查,也保護(hù)其它輸出回路;當(dāng)一個(gè)輸出點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)只會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控;
(5)輸出若為正/反向控制的負(fù)載,不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖,并且要在PLC外部采取措施,防止負(fù)載在兩方向動(dòng)作;
(6)PLC緊急停止應(yīng)使用外部開關(guān)切斷,以確保安全。
10其他注意事項(xiàng)
(1)不要將交流電源線接到輸入端子上, 以免燒壞PLC;
(2)接地端子應(yīng)獨(dú)立接地,不與其它設(shè)備接地端串聯(lián),接地線截面積不小于2mm²;
(3)輔助電源功率較小,只能帶動(dòng)小功率的設(shè)備(光電傳感器等);
(4)一些PLC有一定數(shù)量的占有點(diǎn)數(shù)(即空地址接線端子),不要將線接上;
(5)當(dāng)PLC輸出電路中沒有保護(hù)時(shí),應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護(hù)裝置,防止負(fù)載短路造成損壞。