S7-300PLC开关量故障的处理方法

S7-300PLC开关量故障的处理方法系统简介：1台生物池搅拌器采用西门子S7-300系列PLC控制（图5-2）。当搅拌器无故障（I0.0=0），现场控制柜选择远程控制方式（I0.1=1），这时若上位机设定设备为手动控制（M0.0=0），按动手动启动（M0.1），则Q4.0为1并且自保持，搅拌器启动运行，按动停止（M0.2），则Q4.0为0，设备停止运行；若上位机设定设备为自动控制（M0.0=1），则设备在自动逻辑条件M100.0控制下运行。图5-2生物池搅拌器PLC控制梯形图故障现象：搅拌器突然停止运行。故障分析：连接编程PC和PLC，对程序运行监控未发现逻辑输入异常，此时就很可能是I0.0、I0.1瞬间异常动作所致（I0.0瞬间由0变为1或者I0.1瞬间由1变为0，然后又恢复正常），或者两个信号同时产生上述变化（这种情况几率很小），虽然异常持续时间可能一个扫描周期或更长一点，但即使一个扫描周期的异常也足以使Q4.0为0，造成设备停机。为此可通过监控I0.0、I0.1，找出引起Q4.0为0的原因，由于异常动作持续时间很短，用常规办法无法发现，只能通过PLC程序实现，增加I0.0、I0.1瞬间异常跳动捕捉梯形图程序（图5-3）。图5-3增加I0.0、I0.1瞬间异常跳动捕捉梯形图程序将加计数器C1、C2预置值设为0，检查I0.0为0，I0.1为1并保持这种状态，在上位机将设备设定为手动控制，手动启动搅拌器，按动M0.1启动搅拌器的同时也给C1、C2置入预置值，并且复位M0.5及M0.6为0。正常情况I0.0为0，I0.1为1，C1及C2累计计数值为0，M0.5及M0.6为0。若异常出现一次以上，则M0.5或M0.6置位为1。由于这种异常特点是随机性，因此没有必要始终连接编程PC和PLC，并一直现场观察，可在异常停机现象出现后，再连接编程PC和PLC，在线监控查看M0.5及M0.6的值。如果M0.5为1，则I0.0信号出现异常，如果M0.6为1，则I0.1信号异常，如果M0.5及M0.6均为1，则I0.0、I0.1信号均出现异常。还可读取C1，C2计数值，掌握这种异常现象在某段时间内出现的频率。CV是以十六进制格式表示的当前累计计数值，CV_BCD是以BCD码格式表示的当前累计计数值。故障排除：接下来是找出故障点，原因多是连接I0.0及I0.1端口的电缆或电缆连接部分出现问题，也可能是电气控制柜内部电器元件有问题，根据可能出现的部位逐一检查，排除故障点。故障排除后，重新给PLC下载程序，删掉图5-3的诊断程序。5.4运行转炉对PLC系统干扰故障系统简介：转炉PLC控制系统由3台PLC、1个工程师站、2台服务器和10个监控站组成，实现了转炉生产过程自动控制、监控及管理。基础控制层采用PLC，PLC主站与分站之间采用远程I/O方式扩展。各PLC站通过网络通信模板、交换机、TCP/IP工业以太网与工程师站、服务器或监控站进行通信，传输速率为100Mpbs，传送介质为超五类屏蔽双绞线。故障现象：该系统投产初期，只要上料系统一开始运行，溅渣护炉的氮气压力就出现频繁的停机事故。上位监控计算机报警记录无任何异常，而整个系统的电气硬件及连接也都正常。故障分析：首先怀疑PLC模板和输出继电器是否有问题，更换后停机事故依然出现。PLC控制程序和电气连接也均正常。最后发现，上料系统中有一台90kW电机为变频器控制，没有采取任何消除产生干扰的措施。上料系统PLC主站控制柜和变频器柜距离近，PLC主站电源和变频器电源为同一输入回路，并且共用一个接地体。变频器只要开始运行，PLC通信模板就报错，出现停机事故。而变频器不运行的时候，PLC工作一切正常。因此，变频器产生对PLC系统的干扰是引起溅渣护炉的氮气压力控制频繁停机事故的主要原因。抗干扰措施：1）采用性能优良的电源，抑制变频器干扰通过电源回路串入PLC系统。上料系统中电机控制用变频器为施耐德ATV71系列，功率90kW。变频调速系统产生的电磁干扰是外部噪声和无用信号在接收中所造成的。变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。为此，在变频器与电动机线路之间增加一台输出交流电抗器，从而减少变频器在能量传输过程中产生的电磁干扰，降低对PLC系统的影响。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波型严重畸变。为此，把PLC系统输入电源分离到另一无变频器的电气回路中。在PLC输入电源回路中增加在线式不间断电源（UPS）供电，净化PLC输入电源质量。2）优化外围电气线路环境PLC主站与分站之间采用远程I/O方式，主站在动力配电室，分站在主控配电室，相距100多米。原设计方案是把主站与分站之间的通信电缆和动力电缆放在同一个电缆桥架内。这样动力电缆的大电流产生的磁场就对通信电缆产生干扰而影响PLC系统。针对此问题，把100多米的通信电缆穿钢管并与动力电缆隔离，很好地解决了外围电气线路对PLC系统的干扰。3）改造接地系统原设计的PLC系统和变频器等电器系统共用一个接地体，现在将其分开，为PLC系统重新单独接地。接地体为长500mm、宽750mm、厚8mm的铜板，埋入2m深的土坑中，土坑中预先倒入5cm厚的工业盐层，使铜板与大地良好接触，接地电阻小于2Ω。用横截面积25mm2铜线与PLC系统连接，并把PLC控制柜内所有元件用胶木板绝缘隔离。