西门子模块总代理商-临汾地区
基于西门子PLC系统的故障可以由以下几种:
2.1 状态矛盾诊断
红外我们根据设备或元器件之间的信号,来检查它们的实际状态是否处于逻辑矛盾,如是则必然有其中的一个信号为假状态。比如某一上下滑动的气缸,其上下端的接近开关如采用同种型号且常开一致的情况下,如出现两接近开关的信号同为 “1” 时,说明其中一开关失灵,产生故障信息。用逻辑图表示如下 ( 略 ) :
图中, I 1.0 和 I 1.1 分别表示上下限位,当 I 1.0 动作时, I 1.1 也动作时西门子PLC诊断为故障 M 1.0 。类似的还有电机的正转和反转信号、行程开关的常开和常闭信号等均不能同时出现。
2.2 动作联锁条件故障
为保证特定设备的正常运行或执行机构的正确动作,一般需要提供动作的联锁条件,比如安全开关、设备的就绪、其他动作的到位等。一旦其中一项不满足且设备或执行机构的启动命令发出时,系统会显示联锁条件故障。
比如造纸机烘缸传动电机的正常运行,其首要条件为紧急安全开关(常闭 I 2.0 )、烘缸润滑油正常信号(常闭 I 2.1 )、烘缸干毯跑偏器限位正常信号(常闭 I 2.2 )。如该传动启动命令( I 2.3 为 “1” )输出后,只要其中一个联锁条件不符和,就会产生动作联锁条件故障信息( M 2.0 )。 当故障信息出现后可以用复位按钮( I 2.4 )进行复位。类似的情况除各类传动联锁条件外,还有啮合辊的动作联锁条件、 IR 红外线投入运行联锁条件等。
2.3 动作不到位或命令发出后未动作诊断
气在设备运行和执行机构动作的命令发出后,为检测其动作的有效性和准确率,常常需要设置一定的时间延迟来判断动作的执行情况。对于动作不到位检测,需要在动作执行末端或执行的结果上加上检测开关(如行程开关、感应开关、流量开关、红外开关等);对于未动作检测,则需要在执行前端或执行的结果上加上检测开关。
例如在一滑动气缸的前端加上一感应开关(常开 I3.0 ),动作命令( Q 3.0 为 “1” )发生前执行机构在前端位置,当动作命令 15 秒后仍未检测到感应开关发生变化,则输出未动作故障信息( D 3.0 )。该故障信息可用复位按钮( I 10.0 )进行复位。
类似的情况除各类气动、液动、电动执行机构外,还有泵体的运行(通过流量检测)、加热器的投入(通过 PT 热敏回路)等。
2.4 分步控制出错诊断
在实际的设备运行中经常需要分步控制以实现自动化的要求,因此发现分步控制中的错误并将该出错的分步显示出来,便于系统的安全运行,这就是分步控制出错诊断。
比如,某自动过程MT6100IV5启动后,有 3 个分步动作。在启动命令信号发出后,先执行分步 1 动作,然后对该动作的结果进行判断,如正确继续进入分步 2 动作,不正确则退出该自动过程,同时显示故障信息 D 4.0( 分步 1 动作不充分 ) 。分步 2 、 3 动作的原理同分步 1 。待全部正确结束后才输出完成信号。
具体的故障诊断示意图如下 ( 略 ) :
2.5 通讯控制故障诊断
西门子PLC系统的设计中常常会设计到与外围设备的通讯,进行数据位的传递和交换。为确保该通讯控制模块被正确调用和实时联系,需要在其中放置一计数器,每执行该通讯模块就累加一次,并将该累加值存储在西门子PLC的数据块中。当诊断程序在特定的时间内(根据不同的程序块,时间设定也不同)检测不到累加值的变化,就发出故障信息(通讯出错)。计数器示意图如下 ( 略 ) :
当通讯初始化时,计数器的值选通为 1 ,以后就逐次累加 1 ,就得到了新计数器的值。
3 西门子PLC故障的显示
将西门子PLC控制系统的故障信息及时显示出来并报警,有利于检修时迅速找到故障点并展开工作;将故障信息的存档则有利于系统的长期维护和历史追述。
PLC 系统的故障信息一般存储在数据块( DATA BLOCK )中,如何通过增加外设来与此进行通讯或数据交换呢?通常情况下可采用以下几种:
2 直接利用该西门子PLC的 CPU 上 RS232 - C 、 RS422 - A 、 RS485 标准接口,直接编程与普通工业 PC 电脑的串行口( COM1 、 2 )通讯,并安装 “ 组态王 ” 等工控软件。组态王目前的版本具有双机热备功能、加快 OPC 通讯速度、报警组从 32 个增加到 512 个优点。其报警历史数据可与 EXCEL 通讯,非常适合管控一体化。
2 直接利用 PLC 的编程口或在西门子PLC系统中增加一块通讯卡,与触摸屏或文本显示器连接。它的优点具有具有报警列表功能,逐行实时显示当前报警信息。
2 在西门子PLC系统中直接加入一块 PC 兼容卡,它能通过总线直接读取数据块并存储在硬盘中。该 PC 兼容卡不仅有工业 PC 机的各个特点,还能通过该卡上的鼠标、键盘和显示器 VGA 接口直接进行操作、显示,如西门子系统的 PC 兼容卡有 CP581 。
根据故障信息进行归类,按故障的严重性分为严重出错( FAULT )、故障报警( ALARM )、一般信息( MESSAGE )三类,并用不同的颜色进行标注,如为红色、黄色、绿色;按故障的来源分为电气责任( E )、仪表责任( I )、机械责任( M )和工艺责任( T )。
故障信息的存档按照时间序列先进先出( FIFO )原理放置于常用的数据库中,如 EXCEL 、 ACCESS 等。
1.顺序控制系统
对于流程作业的自动化控制系统而言,一般都包含若干个状态(也就是工序),当条件满足时,系统能够从一种状态转移到另一种状态,我们把这种控制叫做顺序控制。对应的系统则称为顺序控制系统或流程控制系统。
典型顺序控制系统
2.顺序功能图
针对顺序控制要求,PLC提供了顺序功能图(SFC)语言支持。顺序功能图又称状态转移图,由一系列状态(用S表示)组成。系统提供S0—S999共1000个状态供编程使用,其中:
S0—S9:初始状态专用
S10—S19:原点复位用
S20—S499:一般用
S500—S899:停电保持用
S900—S999:报警用
以红绿灯控制为例,其对应的顺序功能图如下图所示。
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