關(guān)于西門子PLC控制系統(tǒng)工作原理及常見故障應(yīng)用分析

常燾

摘 要：本文主要就西門子PLC控制系統(tǒng)的工作原理以及故障分布加以闡述，然后就控制系統(tǒng)故障診斷方法以及故障的解決措施詳細(xì)探究，希冀能借助此次理論研究，為具體的故障解決提供相應(yīng)參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：故障；控制系統(tǒng)；西門子PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.137

0 引言

自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展背景下，在生產(chǎn)當(dāng)中對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用也起到了良好作用，西門子PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了工作的效率和質(zhì)量，從整體的生產(chǎn)力水平方面有了提升。但是控制系統(tǒng)在具體的應(yīng)用中，受到主要因素的影響還存在著一些故障，解決好實(shí)際中的故障問(wèn)題，才能真正有助于系統(tǒng)的應(yīng)用作用充分發(fā)揮。

1 西門子PLC控制系統(tǒng)的工作原理以及故障分布

（1）西門子PLC控制系統(tǒng)的工作原理。西門子PLC控制系統(tǒng)的工作過(guò)程中，輸入采樣以及用戶程序執(zhí)行和輸出刷新是關(guān)鍵的階段，這些環(huán)節(jié)操作完成就是一個(gè)掃描周期。西門子PLC控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，系統(tǒng)CPU通過(guò)相應(yīng)掃描速度來(lái)重復(fù)這幾個(gè)不同的階段操作，而在程序執(zhí)行的時(shí)候，PLC是通過(guò)上下順序?qū)μ菪螆D進(jìn)行掃描的，掃描的時(shí)候是從程序左邊的觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路向右進(jìn)行掃描，這樣就從整體上形成了左右上下的邏輯運(yùn)算，結(jié)合結(jié)果對(duì)邏輯線圈在儲(chǔ)存區(qū)對(duì)應(yīng)位狀態(tài)進(jìn)行刷新，或是對(duì)輸出線圈在映象區(qū)當(dāng)中對(duì)應(yīng)位狀態(tài)實(shí)施刷新，以及確定是不是要對(duì)規(guī)定特殊功能指令進(jìn)行執(zhí)行做出判斷。程序執(zhí)行過(guò)程中輸入點(diǎn)在映象區(qū)中狀態(tài)數(shù)據(jù)不變化，其他都會(huì)發(fā)生變化[1]。在掃描程序結(jié)束后就進(jìn)入到輸出刷新的環(huán)節(jié)，CPU會(huì)依照映象區(qū)對(duì)應(yīng)狀態(tài)以及數(shù)據(jù)刷新輸出鎖存電路，然后通過(guò)輸出電路驅(qū)動(dòng)外設(shè)。

（2）西門子PLC控制系統(tǒng)故障分布。西門子PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)受到多方面的原因影響而出現(xiàn)故障，這些故障的出現(xiàn)會(huì)造成控制系統(tǒng)的不動(dòng)作，所以減少西門子PLC控制系統(tǒng)的故障發(fā)生就顯得比較關(guān)鍵。西門子PLC控制系統(tǒng)的故障分布來(lái)看，主要是出現(xiàn)在外設(shè)部分，其發(fā)生故障占PLC系統(tǒng)故障95%，西門子PLC自身的故障只有5%。在對(duì)西門子PLC控制系統(tǒng)的故障解決過(guò)程中，就要充分注重對(duì)外部設(shè)備維護(hù)管理[2]。而對(duì)于西門子PLC自身的故障有10%是內(nèi)部故障所致，其他故障都是在I/O模板上發(fā)生，所以在了解了系統(tǒng)故障分布之后，對(duì)故障的處理就能縮小范圍。

2 西門子PLC控制系統(tǒng)故障診斷方法及解決措施

（1）西門子PLC控制系統(tǒng)故障診斷方法。西門子PLC控制系統(tǒng)的故障發(fā)生后，采用科學(xué)的診斷方法是比較關(guān)鍵的，這是提高故障解決效率的重要舉措?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得在系統(tǒng)故障的診斷方面也比較方便，選擇性比較多，如儀器專項(xiàng)檢測(cè)法的應(yīng)用，對(duì)西門子PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊運(yùn)行狀態(tài)能進(jìn)行檢測(cè)分析，對(duì)系統(tǒng)接地檢測(cè)通過(guò)電阻測(cè)試儀的應(yīng)用，對(duì)其接地阻值是不是能夠達(dá)到相應(yīng)的要求進(jìn)行判斷和處理[3]。再者，通過(guò)簡(jiǎn)易故障診斷法的應(yīng)用，對(duì)于西門子PLC控制系統(tǒng)的常見故障的診斷能發(fā)揮其積極作用，但是在應(yīng)用這一方法的時(shí)候就要有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)。故障檢測(cè)方法的應(yīng)用中，智能診斷的方法應(yīng)用是比較先進(jìn)的，主要是對(duì)當(dāng)前S7軟件的應(yīng)用，對(duì)硬件診斷的效率比較高，能在線查看緩沖區(qū)診斷信息從而進(jìn)行針對(duì)性的處理。

除此之外，西門子PLC控制系統(tǒng)的故障診斷方法當(dāng)中，邏輯分析法以及折半查找法和對(duì)比替代法也是重要的故障診斷方法。如折半查找法，在其應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)整體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較熟悉，有目的有方向進(jìn)行查找，從而確定系統(tǒng)的故障部位和區(qū)域，從這些方面得到了加強(qiáng)，才能有助于系統(tǒng)故障的解決。

（2）西門子PLC控制系統(tǒng)故障解決措施。西門子PLC控制系統(tǒng)的故障解決措施的實(shí)施，要和實(shí)際故障的類型和內(nèi)容相結(jié)合，提高故障解決的效率。從西門子PLC控制系統(tǒng)的實(shí)際故障發(fā)生的情況能夠看到，主要有幾層不同故障，第一層的故障類型主要是系統(tǒng)的外設(shè)故障，這也是故障發(fā)生比較多的部分。判斷這一層的故障就要結(jié)合PLC輸入輸出指示燈進(jìn)行判斷，輸入輸出指示燈同步閃亮就是系統(tǒng)的外設(shè)故障，改變輸入指示燈同步發(fā)生改變。這一類型的故障主要有，接觸器及繼電器故障，開關(guān)及閥門等方面故障[4]。在出現(xiàn)這些故障的時(shí)候，就要進(jìn)行逐次的加以排查，發(fā)生故障原因及時(shí)性的進(jìn)行處理，檢查故障的時(shí)候從安全回路進(jìn)行排查，因?yàn)檫@一部分就是控制系統(tǒng)的核心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行有著控制作用，所以在這一方面得以明確就能方便故障的解決。

西門子PLC控制系統(tǒng)控制器故障的發(fā)生，主要是內(nèi)部輸入模塊的故障所致，或者是電源內(nèi)部電壓不正常所致。內(nèi)部接入設(shè)備比較多，以及輸入設(shè)備出現(xiàn)短路的時(shí)候，就會(huì)造成電源停止供電，這就需要切斷輸入設(shè)備電源進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)上位監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障判斷。在軟觸點(diǎn)不同顏色顯示不同工作狀態(tài)下就能了解故障發(fā)生的位置[5]。另外，對(duì)于PLC自身的故障主要是程序的錯(cuò)誤，就要把程序備份進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)行來(lái)查看故障問(wèn)題。

對(duì)西門子PLC控制系統(tǒng)的故障處理過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)死機(jī)以及系統(tǒng)故障燈亮的情況，需要對(duì)系統(tǒng)重啟，沒(méi)有改善就要斷電把儲(chǔ)存卡取出，然后送電把開關(guān)打到向下位置，十秒后進(jìn)行啟動(dòng)。故障沒(méi)有解決就是軟件程序的問(wèn)題，就要對(duì)程序備份后進(jìn)行程序校驗(yàn)判斷是不是一致，通過(guò)重新編譯程序?qū)τ布M態(tài)的正常性加以判斷，如果不能解決，就要把原來(lái)的程序恢復(fù)，并傳輸?shù)娇盏呐R時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展背景下，工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用需求在不斷增大，西門子PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用是提高工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的重要支持技術(shù)。在對(duì)西門子PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，解決其故障是比較關(guān)鍵的工作，希望能在此次的理論研究下，能為實(shí)際的系統(tǒng)故障解決起到一定啟示作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙江，易端前，俞劍俠.西門子S5系列PLC常見故障診斷[J]. 科技展望，2016（08）.

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[4]林長(zhǎng)興.西門子PLC與上位機(jī)通訊方式的改造[J].工業(yè)爐，2015（01）.

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