西門子數(shù)字輸入輸出模塊6ES7523-1BL00-0AA0

般來說，PLC是極其可靠的設(shè)備，出故障率很低。PLC的CPU等硬件損壞或軟件運(yùn)行出錯的概率幾乎為零；PLC輸入點(diǎn)如不是強(qiáng)電入侵所致，幾乎也不會損壞；PLC輸出繼電器的常開點(diǎn)，若不是外圍負(fù)載短路或設(shè)計不合理，負(fù)載電流超出額定范圍，觸點(diǎn)的壽命也很長。

　　因此，我們查找電氣故障點(diǎn)，重點(diǎn)要放在PLC的外圍電氣元件上，不要總是懷疑PLC硬件或程序有問題，這對快速維修好故障設(shè)備、快速恢復(fù)生產(chǎn)是十分重要的，因此筆者所談的PLC控制回路的電氣故障檢修，重點(diǎn)不在PLC本身，而是PLC所控制回路中的外圍電氣元件。

　　二、輸入輸出（I/O）模塊的選取

　　輸出模塊分為晶體管、雙向可控硅、接點(diǎn)型。

　　晶體管型的開關(guān)速度快（一般0.2ms），但負(fù)載能力小，約0.2~0.3A、24VDC，適用于快速開關(guān)、 信號系的設(shè)備，一般與變頻、直流裝置等信號連接，應(yīng)注意晶體管漏電流對負(fù)載的影響。

　　可控硅型優(yōu)點(diǎn)是無觸點(diǎn)、具有交流負(fù)載特性，負(fù)載能力不大。

　　繼電器輸出具有交直流負(fù)載特點(diǎn)，負(fù)載能力大。常規(guī)控制中一般首先選用繼電器觸點(diǎn)型輸出，缺點(diǎn)是開關(guān)速度慢，一般在10ms左右，不適于高頻開關(guān)應(yīng)用。

　　三、接地問題

　　PLC系統(tǒng)接地要求比較嚴(yán)格，有獨(dú)立的接地系統(tǒng)，還要注意與PLC有關(guān)的其他設(shè)備也要可靠接地。多個電路接地點(diǎn)連接在一起時，會產(chǎn)生意想不到的電流，導(dǎo)致邏輯錯誤或損壞電路。

　　而產(chǎn)生不同的接地電勢的原因，通常是由于接地點(diǎn)在物理區(qū)域上被分隔的太遠(yuǎn)，當(dāng)相距很遠(yuǎn)的設(shè)備被通信電纜或傳感器連接在一起的時候，電纜線和地之間的電流就會流經(jīng)整個電路，即使在很短的距離內(nèi)，大型設(shè)備的負(fù)載電流也可以在其與地電勢之間產(chǎn)生變化，或者通過電磁作用直接產(chǎn)生不可預(yù)知的電流。

　　在不正確的接地點(diǎn)的電源之間，電路中有可能產(chǎn)生毀滅性的電流，以至于破壞設(shè)備。

　　PLC系統(tǒng)一般選用一點(diǎn)接地方式。為了提高抗共模*力，對于模擬信號可以采用屏蔽浮地技術(shù)，即信號電纜的屏蔽層一點(diǎn)接地，信號回路浮空，與大地絕緣電阻應(yīng)不小于50MΩ。

　　四、消除線間電容避免誤動作

　　電纜的各導(dǎo)線間都存在電容，合格的電纜能把此容值限制在一定范圍之內(nèi)。即使是合格的電纜，當(dāng)電纜長度超過一定長度時，各線間的電容容值也會超過所要求的值，當(dāng)把此電纜用于PLC輸入時，線間電容就有可能引起PLC的誤動作，會出現(xiàn)許多無法理解的現(xiàn)象。

　　這些現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：明接線正確，但PLC卻沒有輸入；PLC應(yīng)該有的輸入沒有，而不應(yīng)該有的卻有，即PLC輸入互相干擾。為解決這一問題，應(yīng)當(dāng)做到：

　　1.使用電纜芯絞合在一起的電纜；

　　2.盡量縮短使用電纜的長度；

　　3.把互相干擾的輸入分開使用電纜；

　　4.使用屏蔽電纜。

　　五、抗干擾處理

　　工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境比較惡劣，存在著許多高低頻干擾。這些干擾一般是通過與現(xiàn)場設(shè)備相連的電纜引入PLC的。除了接地措施外，在電纜的設(shè)計選擇和敷設(shè)施工中，應(yīng)注意采取一些抗干擾措施：

　　1.模擬量信號屬于小信號，極易受到外界干擾的影響，應(yīng)選用雙層屏蔽電纜；高速脈沖信號（如脈沖傳感器、計數(shù)碼盤等）應(yīng)選用屏蔽電纜，既防止外來的干擾，也防止高速脈沖信號對低電平信號的干擾；

　　2.PLC之間的通信電纜頻率較高，一般應(yīng)選用廠家提供的電纜，在要求不高的情況下，可以選用帶屏蔽的雙絞線電纜；

　　3.模擬信號線、直流信號線不能與交流信號線在同一線槽內(nèi)走線；

　　4.控制柜內(nèi)引入引出的屏蔽電纜必須接地，應(yīng)不經(jīng)過接線端子直接與設(shè)備相連；

　　5.交流信號、直流信號和模擬信號不能共用一根電纜，動力電纜應(yīng)與信號電纜分開敷設(shè)；

　　6.在現(xiàn)場維護(hù)時，解決干擾的方法有：對受干擾的線路采用屏蔽線纜，重新敷設(shè)；在程序中加入抗干擾濾波代碼。

　　六、標(biāo)記輸入輸出，方便檢修

　　PLC控制著一個復(fù)雜系統(tǒng)，所能看到的是上下兩排錯開的輸入輸出繼電器接線端子、對應(yīng)的指示燈及PLC編號，就像一塊有數(shù)十只腳的集成電路。任何一個人如果不看原理圖來檢修故障設(shè)備，會束手無策，查找故障的速度會特別慢。

　　鑒于這種情況，我們根據(jù)電氣原理圖繪制一張表格，貼在設(shè)備的控制臺或控制柜上，標(biāo)明每個PLC輸入輸出端子編號與之相對應(yīng)的電器符號，中文名稱，即類似集成電路各管腳的功能說明。

　　有了這張輸入輸出表格，對于了解操作過程或熟悉本設(shè)備梯形圖的電工就可以展開檢修了。但對于那些對操作過程不熟悉，不會看梯形圖的電工來說，就需要再繪制一張表格：PLC輸入輸出邏輯功能表。該表實(shí)際說明了大部分操作過程中輸入回路（觸發(fā)元件、關(guān)件）和輸出回路（執(zhí)行元件）的邏輯對應(yīng)關(guān)系。

　　實(shí)踐證明如果你能熟練利用輸入輸出對應(yīng)表及輸入輸出邏輯功能表，檢修電氣故障，不帶圖紙，也能輕松自如。

　　七、通過程序邏輯推斷故障

　　現(xiàn)在工業(yè)上經(jīng)常使用的PLC種類繁多，對于低端的PLC而言，梯形圖指令大同小異，對于中機(jī)，如S7-300，許多程序是用語言表編的。實(shí)用的梯形圖必須有中文符號注解，否則閱讀很困難，看梯形圖前如能大概了解設(shè)備工藝或操作過程，看起來比較容易。

　　若進(jìn)行電氣故障分析，一般是應(yīng)用反查法或稱反推法，即根據(jù)輸入輸出對應(yīng)表，從故障點(diǎn)找到對應(yīng)PLC的輸出繼電器，開始反查滿足其動作的邏輯關(guān)系。經(jīng)驗表明，查到一處問題，故障基本可以排除，因為設(shè)備同時發(fā)生兩起及兩起以上的故障點(diǎn)是不多的。

　　八、充分合理利用軟、硬件資源

　　1.不參與控制循環(huán)或在循環(huán)前已經(jīng)投入的指令可不接入PLC；多重指令控制一個任務(wù)時，可先在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點(diǎn)；

　　2.盡量利用PLC內(nèi)部功能軟元件，充分調(diào)用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)。同時也減少硬件投入，降低了成本；

　　3.條件允許的情況下獨(dú)立每一路輸出，便于控制和檢查，也保護(hù)其它輸出回路；當(dāng)一個輸出點(diǎn)出現(xiàn)故障時只會導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控；

　　4.輸出若為正/反向控制的負(fù)載，不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖，并且要在PLC外部采取措施，防止負(fù)載在兩方向動作；

　　5.PLC緊急停止應(yīng)使用外部開關(guān)切斷，以確保安全。

　　九、其他注意事項

　　1.不要將交流電源線接到輸入端子上， 以免燒壞PLC；接地端子應(yīng)獨(dú)立接地，不與其它設(shè)備接地端串聯(lián)，接地線截面積不小于2mm2；西門子數(shù)字輸入輸出模塊6ES7523-1BL00-0AA0

　　2.輔助電源功率較小，只能帶動小功率的設(shè)備（光電傳感器等）；

　　3.一些PLC有一定數(shù)量的占有點(diǎn)數(shù)（即空地址接線端子），不要將線接上；

　　4.當(dāng)PLC輸出電路中沒有保護(hù)時，應(yīng)在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等保護(hù)裝置，防止負(fù)載短路造成損壞。

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