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西门子PLC故障的检测与诊断方法

可编程序控制器的可靠性很高,本身有很完善的自诊断功能,如出现故障,借助白诊断起序可以方便地找到出现故障的部件,换它后就可以恢复正常工作。

大量的工程实践表明,可编程序控制器外部的输人、输出元件,如限位开关、屯磁阀、接触器等的故障率远远**可编程序控制器本身的故障率,而这些元件出现故障后,可编程序控制器一般不能觉察出来,不会自动停机,可能使故障扩大,直至强电保护装置动作后停机,有时甚至会造成设备和人身事故。停机后,查找故障也要花费很多时间。为了及时发现故障,在没有酿成事故之前自动停机和报警,也为了方便查找故障,提高维修效率,可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。

现代的可编程序控制器拥有大量的软件资源,如S7-200系列CPU有几百点存储器位、定时器和计数器，有相当大的裕量。可以把这些资源利用起来,用于故障检测。

1.时检测

机械设备在各工步的动作所需的时间般是不变的,即使变化也不会太大,因此可以以这些时间为参考,在可编程序控制器发出输出信号,相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时,定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左石。例如设某执行机构在正常情况下运行10s后,它驱动的部件使限位开关动作,发出动作结束信号，在该执行机构开始动作时启动设定值为12s的定时器定时.若12s后还没有接收到动作结束信号,山定时暴的常开触点发出故障信号,该信号停止正常的程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类,及时采取排除故障的措施。

2.逻辑错误检测

在系统正常运行时,可编程序控制器的输人输出信号和内部的信号(如存储器位的状态)相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号,则说明出现了故障。因此,可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态,就应按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关动作,这两个信号不会同时为0N。若它们同时为0N,说明至少有一个限位开关被卡死,应停机进行处理。在梯形图中,用这两个限位开关对应的输人位的常开触点串联,来驱动一个表示限位开关故障的存储器位，

本节对可编程序控制器控制系统的主要干扰源进行了分析,介绍了可供选用的抗干扰措施,在实际应用中,应根据系统具体的情况,有针对性地采用其中的某些抗干扰措施。

可编程序控制器在模拟量闭环控制中的应用

在工业生产中,用闭环控制方式来挖铭温在压力、流量等连续空化的模扣长,无论是停H模拟控制器的模拟控制系统还是使用计算机(包括可编程序控制器)的数字控制系统,PID控制(即比例-积分-微分控制)都得到了广泛的应用,这是因为PID控制具有以下的优点:

(1)不是一定要求出控制系统的数学模型。至今为山,由于北线性利时变性,很难求出多工业控制对象准确的数学模型,因此不能使用自动控制理论中的设计方法，对于这一类系统,使用PID控制可以得到比较满意的效果。

(2) PID控制器的结构典型,程序设计简单,易于实现,参数调整方便。

(3)有较强的灵活性和适应性,根据被控对象的具体情况,可以采用各种PID控制的变种和改进的控制方式,如PI、PD、带死区的PD、积分分离PID、变速积分PID等。随着智能控制技术的发展,PID控制与模糊控制、神经网络控制等现代控制方法相结合,可以实现PID控制器的参数白整定.使PID控制器具有经久不衰的生命力。

用可编程序控制器对模拟量进行PID控制时,可以采用以下儿种方法:

(1)使用PID过程控制模块

这种模块的PID控制程序是可编程序控制器生产厂家设计的,并存放在模块中,用户在使用时只需设置一些参数,使用起来非常方便，块模块可以控制几路甚至几十路闭环回路。但是这种模块的价格昂贵,一般在大型控制系统中使用。

(2)使用PID功能指令

现在很多可编程序控制器都有供PID控制用的功能指令,如S7-200的PID指令。它们实际上是用于PID控制的子程序,与模拟量输人/输山模块一起使用,可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果,但是价格便宜得多。

可以用STEP7-Micro/WIN32编程软件中的“指令向导”简单快速地设置PID程序中的各种参数,设置完成后,指令向导将自动生成PID程序。

(3)用自编的程序实现PID闭环控制

有的可编程序控制器没有PID过程控制模块和PID控制用的功能指令,有时虽然可以使用PID控制指令,但是希望采用某种改进的PID控制算法。在上述情况下,都需要用户自己编制PID控制程序。

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