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随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为几类,如可编程序控制器,基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。可编程序控制器是应用面广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置,它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。

可编程序控制器(Programmable Controller)本来应简称为PC,为了与个人计算机(Person-al Computer)的简称PC相区别,一般将它简称为PLC(Programmable Logic Controller)。

电工**(EC)在1985年的可编程序控制器标准草案3稿中,对可编程序控制器作了如下定义:“可品程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输人和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。从上述定义可以看出,可编程序控制器是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了能完成各种各样的控制功能外.还有与其他计算机通信联网的功能。

可编程序控制器的产生和发展与继电器控制系统有很大的关系，继电器控制系统已有上**的应用历史,它是一种用易电信号控制强电的电力控制系统。在复杂的继电器控制系统中,故障的查找和排除是非常困难的,可能会花费人量时问,严重地影响生产。如果工艺要求发生变化,控制柜内的元件和接线需要作相应的变动,这种改造的工期长、费用高,以至于有的用户宁愿扔掉旧的控制柜,另外制作一台新的控制柜。

现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、和高质量的产品。为了满足这一要求,生产设备和自动生产线的控制系统必须具有高的可靠性和灵活性,这就需要寻求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制系统,使电气控制系统的工作加可常、容易维修、能适应经常变动的工艺条件。可编程序控制器正是顺应这一要求出现的。

1968年,美国大的汽车制造厂家一一通川汽车公司(GM)提出了研制可编程序控制器的基本设想，即

(1)能用于工业现场。

(2)能改变其控制“逻辑”,而不需要变动组成它的元件和修改内部接线。

(3)出现故障时易于诊断和维修。

1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上台可编程序控制器。现代可编程序控制器不仅能实现对数字量的逻辑控制,还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制、通信联网等功能。在发达的工业化国家,可编程序控制器已经广泛地应用在所有的工部门,其应用已扩展到楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领城。

可编程序控制器的推广应用在我国得到了迅猛的发展,它已经大量地应用在各种新设备中,各行各业也涌现出大批应用可编程序控制器改造设备的成果。了解可编程序控制器的工作原理,具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。

PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成，如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板；采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器；CPU作为系统的**，完成接收数据，处理数据，输出控制信号；输出部分有的系统用到DA模板，将输出信号转换为模拟量信号，经过功放驱动执行器；大多数系统直接将输出信号给输出模板，由输出模板驱动执行器工作；通讯部分由通讯模板和上位机组成。

因为PLC本身的故障可能性小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种：

（1）输入故障，即操作人员的操作失误；

■传感器故障；

■执行器故障；

■PLC软件故障

这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。

 

PLC控制系统的故障诊断方法

PLC控制系统故障的宏观诊断

故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下：

■是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。

■如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：然后检查PLC的I/O模板是否有故障：后检查PLC的CPU是否有故障。

■在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。

■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。

6ES72111BE400XB0	CPU 1211C   AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111AE400XB0	CPU 1211C   DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI
6ES72111HE400XB0	CPU 1211C   DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI
6ES72121BE400XB0	CPU 1212C   AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121AE400XB0	CPU 1212C   DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI
6ES72121HE400XB0	CPU 1212C   DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI
6ES72141BG400XB0	CPU 1214C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141AG400XB0	CPU 1214C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI
6ES72141HG400XB0	CPU 1214C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI
6ES72151BG400XB0	CPU 1215C   AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72151AG400XB0	CPU 1215C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72151HG400XB0	CPU 1215C   DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO
6ES72171AG400XB0	CPU 1217C   DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO