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1、本次课程主要内容：本次课程主要内容：vPLC控制系统设计的基本原则与内容控制系统设计的基本原则与内容v减少减少I/O点数的措施点数的措施 第八章第八章 可编程控制系统设计可编程控制系统设计【内容提要】【内容提要】本章主要介绍可编程控制系统的设计原则及其注意事项。v提高提高PLC控制系统可靠性的措施控制系统可靠性的措施vPLC控制系统的维护和故障诊断控制系统的维护和故障诊断 v例：电梯控制系统例：电梯控制系统PLC控制系统设计的基本原则与内容控制系统设计的基本原则与内容在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1 1、最大限度地满足控制要求。、最大限度地满足控制要求。、最大限度地满足控制要求。
2、、最大限度地满足控制要求。充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计中最重要的一条原则。设计人员要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要注意和现场工程管理和技术人员及操作人员紧密配合，共同解决重点问题和疑难问题。2 2、保证系统的安全可靠。、保证系统的安全可靠。、保证系统的安全可靠。、保证系统的安全可靠。保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。3 3、力求简单、经济、使用与维修方便。、力求简单、经济、使用与维修方便。、力求简单、经济、使用与维修方便。、力求简单、经济、使用与维修方便。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另
3、一方面也要注意不断地降低工程的成本。不宜盲目追求自动化和高指标。4 4、适应发展的需要。、适应发展的需要。、适应发展的需要。、适应发展的需要。适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。v 基本原则基本原则 v 系统设计的步骤系统设计的步骤 1 1、分析被控对象并提出控制要求。、分析被控对象并提出控制要求。、分析被控对象并提出控制要求。、分析被控对象并提出控制要求。详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。2 2、确定输入输出设备。、确定输入输出设备。、确定输入输出设备。、确定输入输出设备。根据系统
4、的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。3 3、选择、选择、选择、选择PLCPLC。PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择4 4、分配、分配、分配、分配I/OI/O点并设计点并设计点并设计点并设计PLCPLC外围硬件线路。外围硬件线路。外围硬件线路。外围硬件线路。分配I/O点：画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表；PLC外围硬件线路：画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC
5、的控制电路等；由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。5 5）程序设计）程序设计）程序设计）程序设计程序设计：1）控制程序；2）初始化程序；3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和连锁程序。模拟调试：根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。6 6）硬件实施）硬件实施）硬件实施）硬件实施设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图；设计系统各部分之间的电气互连图；根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。7 7）联机调试）联机
6、调试）联机调试）联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。8 8）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件）整理和编写技术文件技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。v PLC的选型的选型 随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。
7、不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLCPLC的机型、容量、的机型、容量、的机型、容量、的机型、容量、I/OI/O模块、电源模块、模块、电源模块、模块、电源模块、模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力特殊功能模块、通信联网能力特殊功能模块、通信联网能力特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。概述概述概述概述PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：合理的
8、结构型式：合理的结构型式：合理的结构型式：合理的结构型式：PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式的选择：安装方式有集中式、远程IO式以及多台PLC联网的分布式。相应的功能要求：相应的功能要求：相应的功能要求：相应的功能要求：响应速度要求：响应速度要求：响应速度要求：响应速度要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：系统可靠性的要求：对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统机型尽量统一：机型尽量统一：机型尽量统一：机型尽量统一：便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高，外部设备通用
9、，资源可共享，易于联网通信。基本原则基本原则基本原则基本原则容量选择容量选择容量选择容量选择I IOO点数的选择点数的选择点数的选择点数的选择在满足控制要求的前提下力争使用的IO点最少。需要加上1015的裕量。存储容量的选择存储容量的选择存储容量的选择存储容量的选择存储容量大小不仅与PLC系统的功能有关，还与功能实现的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25之多。在IO点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加2030的裕量。存储容量存储容量(字节字节)开关量开关量I/O点数点数10 模拟量模拟量I/O通道数通道数100存储容量选择的
10、同时，注意对存储器的类型的选择。1）输入信号的类型及电压等级）输入信号的类型及电压等级 有直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入直流输入、交流输入和交流直流输入三种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入直流输入直流输入直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入交流输入交流输入交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。开关量输入模块的电压等级电压等级电压等级电压等级有：直流5、12、24、48、60等；交流110、220等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的
11、距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。一般5、12、24用于传输距离较近场合，如5输入模块最远不得超过米。距离较远的应选用输入电压等级较高的。开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择2）输入接线方式）输入接线方式 主要有汇点式和分组汇点式和分组汇点式和分组汇点式和分组式式式式两种接线方式 3）注意同时接通的输入点数量）注意同时接通的输入点数量 对于选用高密度的输入模块(如32点、48点等)，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超
12、过输入点数的60。4）输入门槛电平）输入门槛电平 门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。1）输出方式）输出方式 开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式 继电器输出继电器输出继电器输出继电器输出：价格便宜，可以驱动交、直流负载，适用的电压大小范围较宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出晶
13、闸管输出晶闸管输出晶闸管输出或晶体管输出晶体管输出晶体管输出晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择开关量输入模块的选择2）输出接线方式）输出接线方式 开关量输出模块主要有分组分组分组分组式和分隔式式和分隔式式和分隔式式和分隔式两种接线方式3）驱动能力）驱动能力 应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加可增加可增加可增加中间放大环节中间放大环节中间放大环节中间放大环节。4）注意同时接通的输出点数量）注意同时接通的输
14、出点数量 同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值 一般来讲，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的605）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关 与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。模拟量输入模拟量输入模拟量输入模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测而产生的连
15、续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出模拟量输出模拟量输出模拟量输出(D/A)模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。典型模拟量I/O模块的量程为-10V+10V-10V+10V、0+10V0+10V、420mA420mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度分辨率和转换精度分辨率和转换精度分辨率和转换精度等因素。一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）PLC厂家相继推出了一些具有特殊功能的I/O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I/O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、
16、通信模块等模拟量模拟量模拟量模拟量I/OI/O模块的选择模块的选择模块的选择模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择 1）电源模块的选择）电源模块的选择 电源模块选择仅对于模块式结构的PLC而言，对于整体式PLC不存在电源的选择。电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压。2）编程器的选择）编程器的选择 3）写入器的选择）写入器的选择 为了防止由于干扰或锂电池电压不足等原因破坏RAM中的用户程序，可选用EPROM写入器，通过它将用户程序固化在EPROM中。有些PLC或其编程器本身就具有EPROM 写入的功能。电源模块及其它外设的选择电源模块及
17、其它外设的选择电源模块及其它外设的选择电源模块及其它外设的选择v PLC与输入输出设备的连接与输入输出设备的连接 PLCPLC与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接与主令电器类设备的连接PLCPLC与拨码开关的连接与拨码开关的连接与拨码开关的连接与拨码开关的连接PLCPLC与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接与旋转编码器的连接I-传感器的漏电流（mA）UOFF-PLC输入电压低电平的上限值（V）RC-PLC的输入阻抗（K）PLCPLC与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接与传感器类设备的连接PLCPLC与输出设备的一般连接方法
18、与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法与输出设备的一般连接方法PLCPLC与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接与感性输出设备的连接续流二极管的额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50120电容值可取0.10.47F，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性 PLCPLC与七段与七段与七段与七段LEDLED显示器的连接显示器的连接显示器的连接显示器的连接PLCPLC与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项与输出设备连接的其它注意事项 1）除了PLC输入和输出共用同一电源外，输入
19、公共端与输出公共端一般不能接在一起；2）PLC的晶体管和晶闸管型输出都有较大的漏电流，尤其是晶闸管输出，将可能会出现输出设备的误动作。所以要在负载两端并联一个旁路电阻，旁路电阻R的阻值估算可由下式确定：UON是负载的开启电压（V），I是输出漏电流（mA）v 概述概述概述概述 PLC PLC在实际应用中常碰到这样两个问题在实际应用中常碰到这样两个问题在实际应用中常碰到这样两个问题在实际应用中常碰到这样两个问题：1）PLC的I/O点数不够，需要扩展，然而增加I/O点数将提高成本；2）是已选定的PLC可扩展的I/O点数有限，无法再增加。在满足系统控制要求的前提下，合理使用在满足系统控制要求的前提下，
20、合理使用在满足系统控制要求的前提下，合理使用在满足系统控制要求的前提下，合理使用I/OI/O点数，尽量点数，尽量点数，尽量点数，尽量减少所需的减少所需的减少所需的减少所需的I/OI/O点数是很有意义的。点数是很有意义的。点数是很有意义的。点数是很有意义的。减少减少I/O点数的措施点数的措施 v 分组输入分组输入分组输入分组输入1）矩阵输入方法需要硬件与软件相配合硬件与软件相配合硬件与软件相配合硬件与软件相配合来完成2）由于矩阵输入的输输输输入信号为一系列断续的入信号为一系列断续的入信号为一系列断续的入信号为一系列断续的脉冲信号脉冲信号脉冲信号脉冲信号。3）应保证输入信号的输入信号的输入信号的输
21、入信号的宽度要大于宽度要大于宽度要大于宽度要大于Y0Y0、Y1Y1、Y2Y2轮流导通一遍的时间轮流导通一遍的时间轮流导通一遍的时间轮流导通一遍的时间v 矩阵输入矩阵输入矩阵输入矩阵输入对于不会同时接通的输入信号，可采用组合编码的方式输入v 组合输入组合输入组合输入组合输入v 输入设备多功能化输入设备多功能化输入设备多功能化输入设备多功能化将某些功能相同的开关量输入设备合并输入。如果是几个常闭触点，则串联输入；如果是几个常开触点，则并联输入。某些输入设备可不进某些输入设备可不进某些输入设备可不进某些输入设备可不进PLCPLC 有些输入信号功能简单、涉及面很窄，有时就没有必要作为PLC的输入，将它
22、们放在外部电路中同样可以满足要求v 合并输入合并输入合并输入合并输入注意：采用矩阵输出时，必须要将同一时间段接通的负载安排在同一行或同一列中，否则无法控制。v 矩阵输出矩阵输出矩阵输出矩阵输出当两组输出设备或负载不会同时工作，可通过外部转换开关或通过受PLC控制的电器触点进行切换，所以PLC的每个输出点可以控制两个不同时工作的负载 注意PLC输出点同时驱动多个负载时，应考虑PLC输出点的驱动能力是否足够。利用PLC的逻辑处理功能，一个输出设备可实现多种用途。系统中某些相对独立、比较简单的控制部分，可直接采用PLC外部硬件电路实现控制。v 分组输出分组输出分组输出分组输出v 并联输出并联输出并联
23、输出并联输出v 输出设备多功能化输出设备多功能化输出设备多功能化输出设备多功能化v 某些输出设备可不进某些输出设备可不进某些输出设备可不进某些输出设备可不进PLCPLC以上一些常用的减少I/0点数的措施，仅供参考仅供参考仅供参考仅供参考，实际应用中应该根据具体情况，灵活使用。同时应该注意不要过份去减少不要过份去减少不要过份去减少不要过份去减少PLCPLC的的的的I/0I/0点数，而使点数，而使点数，而使点数，而使外部附加电路变得复杂，外部附加电路变得复杂，外部附加电路变得复杂，外部附加电路变得复杂，从而影响系统的可靠性。v 注意的问题注意的问题v 概述概述 PLC具有很高的可靠性，并且有很强的
24、抗干扰能力，但在过于恶劣的环境或安装使用不当等情况下，都有可能引起PLC内部信息的破坏而导致控制混乱，甚至造成内部元件损坏。为了提高PLC系统运行的可靠性，应注意以下问题：适合的工作环境适合的工作环境适合的工作环境适合的工作环境 合理的安装与布线合理的安装与布线合理的安装与布线合理的安装与布线 正确的接地正确的接地正确的接地正确的接地 必须的安全保护环节必须的安全保护环节必须的安全保护环节必须的安全保护环节 必要的软件措施必要的软件措施必要的软件措施必要的软件措施 采用冗余系统或热备用系统采用冗余系统或热备用系统采用冗余系统或热备用系统采用冗余系统或热备用系统提高提高PLC控制系统可靠性的措施
25、控制系统可靠性的措施 PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85，以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此，不能将PLC安装在结露、雨淋的场所 通常PLC允许的环境温度约在055C。安装时不要把发热量大的元件放在PLC的下方；PLC四周要有足够的通风散热空间；不要把PLC安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所；安装PLC的控制柜最好有通风的百叶窗，如果控制柜温度太高，应该在柜内安装风扇强迫通风。v 注意环境温度注意环境温度注意环境温度注意环境温度v 注意环境湿度注意环境湿度注意环境湿度注意环境湿度不宜把PLC安装在有大量污染物（如灰
26、尘、油烟、铁粉等）、腐烛性气体和可燃性气体的场所，尤其是有腐蚀性气体的地方，易造成元件及印刷线路板的腐蚀。远离有强烈振动和冲击场所，尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响。PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等，同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源，以及易产生强静电的地方。v 注意环境污染注意环境污染注意环境污染注意环境污染v 远离振动和冲击源远离振动和冲击源远离振动和冲击源远离振动和冲击源v 远离强干扰源远离强干扰源远离强干扰源远离强干扰源 PLC的IO电路都具有滤波、隔离功能，所以对外部电源要求不高内部电源的性能好坏直接影响到PL
27、C的可靠性，对其要求较高 在干扰较强或可靠性要求较高的场合，应该用带屏蔽层的隔离带屏蔽层的隔离带屏蔽层的隔离带屏蔽层的隔离变压器变压器变压器变压器，对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接串接串接串接LCLC滤波滤波滤波滤波电路电路电路电路。同时，在安装时还应注意以下问题：1）隔离变压器与PLC和I/O电源之间最好采用双绞线连接，以抑制串模干扰；2）系统的动力线应足够粗，以降低大容量设备起动时引起的线路压降；3）PLC输入电路用外接直流电源时，最好采用稳压电源，以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的信号。v 注意电源安装注意电源安装注意电源安装注意电源安装PLC不能在高压电器
28、和高压电源线附近安装，更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线，二者间距离应大于200mm。1)I/O线、动力线及控制线应分开走线，尽量不要在同一线槽中。2)交流线与直流线、输入线与输出线最好分开走线。3)开关量与模拟量的/线最好分开走线，传送模拟量信号的/线最好用屏蔽线，且屏蔽线的屏敝层应一端接地。4)PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高，很容易受干扰，不能与其它的连线敷埋在同一线槽内。5）PLC的I/O回路配线，必须使用压接端子或单股线。6)与PLC安装在同一控制柜内的感性元件，最好有消弧电路。v 远离高压远离高压远离高压远离高压v 合理的布线合
29、理的布线合理的布线合理的布线PLC一般最好单独接地，也可以采用公共接地，但禁止使用串联接地方式 PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。同时，接地电阻要小于100，接地线的截面应大于mm2。短路保护短路保护短路保护短路保护 应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。最好在每个负载的回路中都装上熔断器。互锁与联锁措施互锁与联锁措施互锁与联锁措施互锁与联锁措施 除在程序中保证电路的互锁关系，PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行。失压保护与紧急停车措施失压保护与紧急停车措施失压保护与紧急停车措施失压保护与紧急停车措施 PLC外部负载的供电线路应具有失压
30、保护措施，当临时停电再恢复供电时，不按下“启动”按钮PLC的外部负载就不能自行启动。这种接线方法的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按下“停止”按钮就可以切断负载电源，而与PLC毫无关系。v 必要的安全保护必要的安全保护消除开关量输入信号抖动消除开关量输入信号抖动消除开关量输入信号抖动消除开关量输入信号抖动v 必要的软件措施必要的软件措施故障的检测与诊断故障的检测与诊断故障的检测与诊断故障的检测与诊断 超时检测超时检测：设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC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
31、定值比正常情况下该动作的持续时间长20左右。逻辑错误检测逻辑错误检测：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。消除预知干扰消除预知干扰：某些干扰是可以预知的，如PLC的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁PLC的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。冗余系统冗余系统冗余系统冗余系统 冗余系统是指系统中有多余的部分，在系统出现故障时，这多余的部分能立即替代故障部分而使系统继续正常运行。热备用系统热备用系统热备用系统热备
32、用系统 热备用系统的结构较冗余系统简单，虽然也有两个CPU模块在同时运行一个程序，但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换，是由主CPU模块通过通信口与备用CPU模块进行通信来完成的v 采用冗余系统或热备用系统采用冗余系统或热备用系统v PLC控制系统的维护控制系统的维护一般情况下检修时间以每6个月至一年1次为宜，当外部环境条件较差时，可根据具体情况缩短检修间隔时间。PLC日常维护检修的一般内容PLC控制系统的维护和故障诊断控制系统的维护和故障诊断 任何PLC都具有自诊断功能，当PLC异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。一般当PLC发生异常时，首先请检查电源电压、PLC及I
33、/O端子的螺丝和接插件是否松动，以及有无其他异常。然后再根据PLC基本单元上设置的各种LED的指示灯状况，以检查PLC自身和外部有无异常。下面以FX系列PLC为例，来说明根据LED指示灯状况以诊断PLC故障原因的方法。电源指示电源指示电源指示电源指示（POWERLED指示）当向PLC基本单元供电时，基本单元表面上设置的POWERLED指示灯会亮。如果电源合上但POWERLED指示灯不亮，请确认电源接线。另外，若同一电源有驱动传感器等时，请确认有无负载短路或过电流。若不是上述原因，则可能是PLC内混入导电性异物或其他异常情况，使基本单元内的保险丝熔断，此时可通过更换保险丝来解决v PLC的故障诊
34、断的故障诊断出错指示出错指示出错指示出错指示（EPRORLED闪烁）当程序语法错误（如忘记设定定时器或计数器的常数等），或有异常噪音、导电性异物混入等原因而引起程序内存的内容变化时，EPRORLED会闪烁，PLC处于STOP状态，同时输出全部变为OFF。在这种情况下，应检查程序是否有错，检查有无导电性异物混入和高强度噪音源。发生错误时，8009、80608068其中之一的值被写入特殊数据寄存器D8004中，假设这个写入D8004中内容是8064，则通过查看D8064的内容便可知道出错代码。与出错代码相对应的 实际出错内容参见PLC使用手册的错误代码表出错指示出错指示出错指示出错指示（EPROR
35、LED灯亮）由于PLC内部混入导电性异物或受外部异常噪音的影响，导致CPU失控或运算周期超过200ms，则WDT出错，EPRORLED灯亮，PLC处于STOP，同时输出全部都变为OFF。此时可进行断电复位，若PLC恢复正常，请检查一下有无异常噪音发生源和导电性异物混入的情况。另外，请检查PLC的接地是否符合要求。检查过程如果出现EPRORLED灯亮闪烁的变化，请进行程序检查。如果EPRORLED依然一直保持灯亮状态时，请确认一下程序运算周期是否过长（监视D8012可知最大扫描时间）。如果进行了全部的检查之后，EPRORLED 的灯亮状态仍不能解除，应考虑PLC内部发生了某种故障，请与厂商联系。
36、输入指示输入指示输入指示输入指示不管输入单元的LED灯亮还是灭，请检查输入信号开关是否确实在ON或OFF状态。如果输入开关的额定电流容量过大或由于油侵入等原因，容易产生接触不良。当输入开关与LED灯亮用电阻并联时，即使输入开关OFF但并联电路仍导通，仍可对PLC进行输入。如果使用光传感器等输入设备，由于发光受光部位粘有污垢等，引起灵敏度变化，有可能不能完全进入“ON”状态。在比PLC运算周期短的时间内，不能接收到ON和OFF的输入。如果在输入端子上外加不同的电压时，会损坏输入回路输出指示输出指示输出指示输出指示 不管输出单元的LED灯亮还是灭，如果负载不能进行ON或OFF时，主要是由于过载、负
37、载短路或容量性负载的冲击电流等，引起继电器输出接点粘合，或接点接触面不好导致接触不良。另外，还也可根据PLC的出错代码来诊断故障原因，FX系列PLC出错代码一览表见附录B，在此不再赘述。例：电梯控制系统例：电梯控制系统：用FX2N-48MR实现四层四站双速客梯集选控制的控制系统。主拖动采用交流双速电动机进行拖动。控制柜控制柜曳引钢丝绳曳引钢丝绳轿门轿门曳引机曳引机限速器限速器轿厢架轿厢架轿厢体轿厢体导轨导轨对重对重缓冲器缓冲器厅门厅门召唤箱及召唤箱及指层器指层器随行电缆随行电缆限速器涨紧限速器涨紧 井道中安装有导轨，轿厢和对重由曳引钢丝绳连接，曳引钢丝绳挂在曳引轮上，曳引轮由曳引电动机拖动。轿
38、厢和对重都装有各自的导靴，导靴卡在导轨上。曳引轮运转带动轿厢和对重沿各自导轨做上下相对运动，轿厢上升，对重下降。这样可通过控制曳引电动机来控制轿厢的启动、加速、运行、减速、平层停车，实现对电梯运行的控制。v 控制要求控制要求（1）有司机或无司机控制；（2）自动开关门；（3）到达预定停靠层站，提前减速，平层停车时自动开门；（4）到达上、下端站，提前强迫减速；（5）厅外有召唤装置，轿内有指令装置，能自动记忆召唤和指令，响应之后，能自动将召唤和指令消除（召唤和指令的记忆与消除）；（6）能自动选择运行方向，在司机操纵下，能强迫决定运行方向（选向）；（7）能根据指令和召唤的位置，自动选择停靠层站，并自动
39、平层停车（选层、平层）；（8）厅外和轿内有指示电梯运行方向和所在位置的指示信号（层检测与指层）。平层信号平层信号门锁门锁平层平层拖动拖动减速减速减速信号减速信号门电路门电路启动启动选向选层选向选层层楼电路层楼电路层楼信号层楼信号指层指层指令召唤指令召唤v 电气系统组成电气系统组成v 电梯拖动电路电梯拖动电路v 门电路及电气安全回路门电路及电气安全回路X0：换速信号 X1：上终端限位 X2：下终端限位 X3：1内指令（含1上召）输入X4：2内指令输入 X5：3内指令输入X6：4内指令输入 X7：2上召输入X10：3上召输入 X11：2下召输入 X12：3下召输入 X13：门锁信号输入X14：平层
40、信号输入 X15：门区信号输入 X16：开门信号输入 X17：关门信号输入X20：强迫向上按钮输入 X21：强迫向下按钮输入 X22：司机/自动运行方式 X23：检修运行方式X24：安全触板信号输入 X25：直驶按钮信号输入 v 输入接口分配输入接口分配v 输出接口分配输出接口分配Y0：换速动作输出 Y1 Y2 Y3：楼层指层BCD码输出（Y1为高位、Y3为低位）Y4：1内指令继电器（含1上）Y5：2内指令继电器（含1上）Y6：3内指令继电器（含1上）Y7：4内指令继电器（含1上）Y10：2上召继电器 Y11：3上召继电器Y12：2下召继电器 Y13：3下召继电器 Y14：上运行指示 Y15：
41、下运行指示 Y16：上运行继电器 Y17：下运行继电器Y20：快车继电器 Y21：快加速继电器 Y22：慢车继电器 Y23：1慢减速继电器 Y24：2慢减速继电器 Y25：3慢减速继电器 Y26：开门继电器 Y27：关门继电器M101：1楼层楼继电器 M102：2楼层楼继电器M103：3楼层楼继电器 M104：4楼层楼继电器M106：换速微分信号 M1：向上运行监视 M2：向上运行监视 M3：上方向选择 M4：下方向选择 M5：上方向控制继电器M6：下方向控制继电器 M7：上召换速M8：下召换速 M9：指令换速M11：强迫向上 M12：强迫向上M13：关门启动 M14：停车继电器M15：运行继
42、电器 M16：安全触板继电器M17：直驶继电器 T0：快加速时间T1：停站时间 T2：一慢减速时间T3：二慢减速时间 T4：三慢减速时间T5：开门执行时间v 中间元件分配中间元件分配v PLC外部接线外部接线 要对电梯进行控制，首要的问题就是反映电梯实际所在的位置（楼层）。层楼继电器回路就是完成这一功能的。每一层对应一个层楼继电器，电梯在哪一层，对应楼层的层楼继电器就会动作。PLC具有数据传送、算术计算、数据比较处理等功能，所以用PLC很容易能实现层楼电路v 层楼继电器电路实现层楼继电器电路实现指令和召唤回路的作用是：将轿内指令和厅外召唤信号记忆并指示，当电梯响应后自动将其消除。记忆和消除可用
43、PLC的SET和RST指令实现。v 指令召唤电路指令召唤电路指令回路梯形图如图所示指令回路指令回路由于除两个端站外，其它各层均有两个召唤（上召、下召），而且召唤的响应是顺向响应。另外若电梯在直驶运行时不响应召唤，此时召唤应保留。所以召唤回路与电梯的运行方向以及是否直驶密切相关，为此在召唤回路中加入了反映直驶和方向监视的继电器M1和M2。召唤回路召唤回路选向回路的作用，是根据目前电梯的位置和指令、召唤的情况，决定电梯的运行方向，是向上或是向下。实际决定电梯的运行方向有三种情况（1）自然选向。）自然选向。电梯自己判断来选择方向；（2）强迫选向。）强迫选向。若电梯工作在司机方式，可通过操纵箱上的向上
44、或向下按钮，来干预电梯的运行方向，即强迫使其向上或向下；（3）检修选向。）检修选向。若电梯工作在检修方式，同样可使用向上或向下按钮，使电梯以检修的速度向上或向下运行。v 选向电路选向电路 选层意味着要减速（换速）准备平层停车。电梯的选层分指令选层和召唤选层，即因某层有召唤或有该层的指令使电梯在该层是否停车。其中指令选层是绝对的，若电梯运行正常，指令一定能使电梯在该层减速停车。召唤选层是有条件的：1、召唤选层必须满足同向，即与电梯的运行方向一致，这就是所谓的“顺向截车”；2、直驶时可将召唤屏蔽，即电梯直驶时，即使同向的召唤也不能使电梯减速停车v 选层电路选层电路 电梯运行线路电梯运行线路 运行线
45、路是电梯控制系统的核心。电梯是由曳引电动机拖动（主回路），主回路的工作受运行线路的控制，以形成如图所示的速度曲线，决定电梯何时启动加速，何时运行，何时减速，何时平层停车。所以电梯的主要性能指标（额定速度、舒适感、平层精度等）由运行线路决定（1）启动 电梯的启动，方向是首要条件，门锁（厅门轿门是否关好）等安全因素也是必要的。（2）减速 当电梯选中某层，意味着将在该层停车，达到换速点就应减速，为平层停车作准备。（3）平层停车 当减速运行到平层点时，说明轿门门坎与厅门门坎基本平齐，可以停车。即将主回路曳引电动机电源断开，并实施电磁抱闸。一般平层感应器置于轿厢顶上，如图所示。注意：当上、下平层感应器全
46、部动作后，表示到平层点。运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的梯形图如图所示 运行线路控制的梯形图如图所示运行线路控制的梯形图如图所示 门电路是电梯控制系统中较为门电路是电梯控制系统中较为独立的单元。它的作用是实现电梯独立的单元。它的作用是实现电梯门的开和关。门的开和关。由各厅门和轿门的门锁电气限位开关的常开触电串联后，作为门锁信号（X13）。X13为ON，表示全部门安全关闭，可正常运行，否则不能运行。开、关门由门电动机驱动，通过开、关门继电器KMJ、GMJ控制M的正反转实现。因此，设计门的控制时只需考虑开与关门的情况，对应驱动KMJ或GMJ（1）开门情况：）开门情况：上班开门、按钮开门、
47、触板开门和门区提前开门。（2）关门情况：）关门情况：下班关门、按钮开门、停站自动延时关门和强迫向上（向下）启动关门。v 电梯门电路电梯门电路如图：I 号位置作为车辆存取调整空间，保证任何情况下均能存取车辆。设 II、III、IV泊位已有车辆，现 IV 位车需取出，则作如下调整：II 位托板连同小车左移至 I 位；IV 位托板下降至 II 位；IV 位小车驶出车库 试设计车库管理PLC控制系统，完成如下技术要求：a)驾驶员只需用按钮操作，系统完成对应泊位托板位置调整，将托板调整到车辆出口处；存取车完毕后，托板自动复位；b)系统具有停电时状态保持功能：断电后回复通电，在操作者重新启动后，系统能按停电前原动作顺序继续工作；c)为防超长车辆进入车库造成车辆和车库损坏，系统应能车长测量功能，对超长车辆能作超长报警处理。d)上层泊位应具有防堕保护装置。e)具有必要的工作状态指示和提示功能。f)具有系统故障检测和报警功能。g)托板上下运动速度 0.05m/s，左右移动速度为 0.1m/s，停位精度 10mm 本章习题本章习题两层车库简图 1-操作器；2-上托板；3-挡板；4-下托板