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大量的工程实践表明,PLC外部输入、输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率,而这些设备出现故障后,PLC一般不能觉察出来,可能使故障扩大,直至强电保护装置动作后才停机,有时甚至会造成设备和人身事故。停机后,查找故障也要花费很多时间。为了及时发现故障,在没有酿成事故之前使PLC自动停机和报警,也为了方便查找故障,提高维修效率,可用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。
现代的PLC拥有大量的软件资源,如FX2N系列PLC有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器,有相当大的裕量,可以把这些资源利用起来,用于故障检测。
(1)超时检测机械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,定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。例如设某执行机构(如电动机)在正常情况下运行50s后,它驱动的部件使限位开关动作,发出动作结束信号。若该执行机构的动作时间超过60s(即对应定时器的设定时间),PLC还没有接收到动作结束信号,定时器延时接通的常开触点发出故障信号,该信号停止正常的循环程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类,及时采取排除故障的措施。
(2)逻辑错误检测在系统正常运行时,PLC的输入、输出信号和内部的信号(如辅助继电器的状态)相互之间存在着确定的关系,如出现异常的逻辑信号,则说明出现了故障。因此,可以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。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关动作,这两个信号不会同时为ON状态,若它们同时为ON,说明至少有一个限位开关被卡死,应停机进行处理。
3.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。
采用冗余系统或热备用系统
某些控制系统(如化工、造纸、冶金、核电站等)要求有极高的可靠性,如果控制系统出现故障,由此引起停产或设备损坏将造成极大的经济损失。因此,仅仅通过提高PLC控制系统的自身可靠性是满足不了要求。在这种要求极高可靠性的大型系统中,常采用冗余系统或热备用系统来有效地解决上述问题。
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