PLC控制設備的故障維修處理

范必鑫

摘要：本文結(jié)合隔離開關(guān)閉合速度測試裝置維修實例，闡述了關(guān)于基于PLC運動控制設備的故障處理技巧。

關(guān)鍵詞：PLC；伺服；運動控制；故障；維修

前言

工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自動化設備中，PLC的應用十分廣泛，隨著時間的推移，自動化設備在其壽命周期里也會出現(xiàn)各種各樣的故障；現(xiàn)如今隨著技術(shù)的進步，PLC已發(fā)展的越來越可靠，穩(wěn)定性也越來越高，因此基于PLC控制的設備大部分故障來自外圍硬件，如信號輸入傳感器故障、動作執(zhí)行模塊故障、電氣線路故障等，較少部分來自PLC本身故障。本文通過隔離開關(guān)閉合速度測試裝置的維修實例，介紹一些現(xiàn)場工作中可以運用到的技巧，快速定位判斷故障；以及對故障的處理方法。

1故障定位

本例中故障現(xiàn)象為設備無法移動，且觸摸屏上相關(guān)設置參數(shù)丟失，設備驗收時未保留相關(guān)資料，設備供應廠商倒閉，聯(lián)系不到，已無法索取任何資料，只能從控制要求人手，解讀程序，采用先程序再外圍硬件分析處理故障。

因為觸摸屏上運動控制相關(guān)參數(shù)丟失顯示星號，所以需要先排除是否影響到程序從而導致設備運動控制部分出現(xiàn)問題，所用PLC型號為三菱FX1N-24MT，用GX-DEvELOPER或者GX-w0RK2軟件上傳PLC程序，進入監(jiān)控模式，看到有數(shù)據(jù)寄存器是大數(shù)值，明顯錯誤，分析程序發(fā)現(xiàn)觸摸屏上所需要設置的運動定位參數(shù)只與自動運行模式有關(guān)，而手動運行模式下，PLC通過發(fā)送固定頻率的脈沖信號控制伺服電機正反轉(zhuǎn)，無需另外設置。

接下來利用手動控制模式驅(qū)動伺服電機，進一步判斷故障原因，因為三菱FX1N-24MT只有一個編程口所以無法連接電腦的同時連接觸摸屏操作，因此改動程序，在自動運行部分添加空余的輸入點X14、X15讓其替代觸摸屏上快進、快退按鈕，實現(xiàn)手動模式下的快進和快退，輪流接通X14、X15，觀察發(fā)現(xiàn)PLC的輸出點Y0、Y2輸出指示燈有亮，監(jiān)控程序手動部分確實有執(zhí)行，監(jiān)控查看D8140數(shù)據(jù)寄存器發(fā)現(xiàn)有數(shù)值變化，據(jù)此初步判斷控制器輸出口Y0雖然有指示燈指示輸出但實際并沒有脈沖有輸出，初步判斷故障為硬件輸出點壞，進一步確定輸出點是否損壞，這里提供三個小技巧可以讓維修人員在現(xiàn)場缺少工具的情況下簡單快速的進行判斷晶體管型PLC輸出點是否損壞，a、將一個2-10K的電阻串聯(lián)led發(fā)光二極管，接在輸出點上，讓輸出點Y輸出，led亮輸出點為好，led不亮輸出點為壞；b、直接將輸出點Y接到輸入點X，讓輸出點Y輸出，看輸入點x是否有輸入，輸入點x有輸入則可以判斷輸出點Y為好，輸入點x無輸入則壞；C、運動控制使用的是高速脈沖輸出，且PLC都有高速計數(shù)器可以調(diào)用，在沒有示波器的情況下，我們可以將高速脈沖輸出口Y0、Y1接到X0、X1，在程序中對X0、X1用高速計數(shù)器（C235-C255）進行計數(shù)，即可判斷是否有高速脈沖實際輸出；

經(jīng)以上判斷，故障定位為PLC高速脈沖輸出口Y0、Y1損壞，導致設備無法移動，且觸摸屏參數(shù)丟失自動運行模式不正常。

2故障處理

（1）PlJC高速脈沖輸出口Y0、Y1損壞，本例中雖然只用到一臺伺服電機做單軸運動控制，但因Fx1N的2個高速脈沖輸出口Y0、Y1均損壞，所以無法通過更改程序替換輸出口解決，只能更換10板或者更換整臺PLC，經(jīng)三菱維修報價更換10板的價格和購買新的機子價格相差不多，所以采用購買新的PLC，又FX1N已停產(chǎn)，只能購買FX3GA替代；FX3GA雖說完美替代FX1N產(chǎn)品，但是需要注意其軟原件地址和接線略有差異，其中軟原件地址所幸原程序中使用的是兩者相同的部分，可以不做處理，只需更改外部接線即可；外部接線更改部分為FX1N輸入端的COM口原來接的是24v電源的OV，而FX3GA輸入端沒有COM口，取而代之的是S/S口，這也是FX3GA的改進之處，根據(jù)S/S口接+24V或0V可以選擇輸入信號是漏型還是源型傳感器，因為外部信號輸入部分沒有需要做更改的地方，所以這里我們只需要將FX3GA的S/S口接到24v電源的+24v，輸出部分各個Y口所對應的COM口不做更改仍然串接后接電源的0V。另外FX3GA比FX1N多了一個USB口，該口可以和電腦連接做程序上傳下載監(jiān)控使用，這樣就可以用RS422口接觸摸屏，USB口接電腦監(jiān)控程序使得調(diào)試的時候變得很方便。

（2）觸摸屏運動控制相關(guān)參數(shù)丟失，需要設置的參數(shù)包括位置基準（P/MM）、一周脈沖（PR/轉(zhuǎn)）、減速比、絲桿螺距（MM）、速度補償（M/S）、運行距離（MM）。其中位置基準和速度補償可以先設為0，因為這兩個參數(shù)是后期微調(diào)使用，其余參數(shù)需要根據(jù)外部硬件查資料確定。伺服電機運動控制需要計算脈沖當量，即單位脈沖移動量，根據(jù)脈沖當量即可算出移動對應位移量所需的脈沖，這里通過分析程序可知本例中運動控制主要的兩個參數(shù)速度和距離計算公式如下：

速度（脈沖頻率）=（運行速度*-周脈沖*減速比）/絲桿螺距

距離（脈沖數(shù)）=（運行距離*-周脈沖*減速比）/絲桿螺距

減速機為BITPASS的HTF80-5-MHMD082，查產(chǎn)品手冊得知減速比為5；絲桿螺距經(jīng)測量為5，但是是雙紋絲桿，所以絲桿螺距應該設置為5*2=10MM；伺服電機為松下MHMJ082P1S查產(chǎn)品型號為增量式2500P/R，5線制（編碼器分辨率為10000），進入伺服控制器查看運動控制相關(guān)參數(shù)可得Pr44～Pr4B分別為：2500、0、0、0、0、0、0、600，查使用說明書當Pr45設置為0是編碼器分辨率=P44*4=2500*4=10000，當Pr48、49設置為0時電子分倍頻比率=編碼器分辨率/Pr4B，既每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù)=Pr4B=600，所以一周脈沖應該設置為600PR/轉(zhuǎn)。

更換完P(guān)LC，設置好觸摸屏參數(shù)后，設備上電，設置運行速度為0.010M/S，運行距離10MM，自動運行狀態(tài)下，驗證移動距離和時間與設置匹配，故障處理完成。

3結(jié)語

不論是設備安裝調(diào)試還是后期的設備維修，在工作現(xiàn)場工具不可能配的很齊全，而諸如1-10K電阻，led發(fā)光二極管等是極為常用的電子元器件再者放在工具箱中也不占位置，設備維修要靈活利用現(xiàn)場現(xiàn)有的東西省時省力。