PLC編程和故障排除

前言

　　PLC（可編程控制器）技術(shù)與PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)與民用工程自動(dòng)化應(yīng)用中占支配地位。隨著PLC產(chǎn)品不斷更新和功能不斷提高，各種類型、不同功能和大小規(guī)模的PLC控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都離不開自動(dòng)化技術(shù)，例如，在運(yùn)動(dòng)控制過程中無論是選擇哪些變量進(jìn)行監(jiān)控，都可以采用光電PLC控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。由于可編程控制器具有數(shù)字控制、網(wǎng)絡(luò)通信和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，PLC成為大小控制系統(tǒng)的核心部件。PLC在航空航天工程、能源工程、機(jī)器人系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線、制造過程、交通車輛控制、工程測量系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境工程中起著實(shí)時(shí)控制、測量轉(zhuǎn)換、采集數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)信息處理等功能。因此，PLC的正?？煽抗ぷ鲗I(yè)生產(chǎn)和居民生活至關(guān)重要。PLC應(yīng)用對象廣泛，PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全球重要企業(yè)的PLC產(chǎn)品眾多，從事控制系統(tǒng)應(yīng)用的工程技術(shù)人員開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)PLC有很多問題需要解決。大多數(shù)PLC應(yīng)用工程師是由企業(yè)進(jìn)行專門的培訓(xùn)來掌握PLC的，而這往往只針對單一系統(tǒng)產(chǎn)品。為了幫助現(xiàn)場工程師和技術(shù)人員進(jìn)一步掌握PLC技術(shù)和應(yīng)用，我們編寫了此書。全書包括PLC編程技術(shù)、先進(jìn)的小規(guī)模PLC、PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、PLC系統(tǒng)通信應(yīng)用技術(shù)、PLC安裝與在線維護(hù)、PLC故障診斷與故障排除等內(nèi)容。袁洪基、袁振明也參加了本書編寫的部分工作，在此表示感謝，并對提供資料的單位和個(gè)人表示感謝。由于編者水平有限，時(shí)間倉促，不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《PLC編程和故障排除》針對有一定PLC基礎(chǔ)的技術(shù)人員而寫，主要包括PLC編程和故障排除兩部分內(nèi)容，在編程部分，又分小規(guī)模PLC編程，大規(guī)模PLC編程來寫，還介紹了通信和安裝的內(nèi)容，在故障排除部分，詳細(xì)列出了故障診斷和排除的方法，并在每一部分都有實(shí)例?！禤LC編程和故障排除》面向現(xiàn)場應(yīng)用工程師，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，注重讀者自身操作能力的提高。

書籍目錄

第1章 PLC編程技術(shù)11.1 PLC技術(shù)概述11.2 PLC的梯形圖編程21.2.1 PLC編程基本知識(shí)21.2.2 梯形圖指令201.3 PLC的指令集編程291.3.1 標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令實(shí)現(xiàn)301.3.2 與堆棧有關(guān)的指令實(shí)現(xiàn)311.3.3 立即觸點(diǎn)指令實(shí)現(xiàn)321.3.4 輸出指令及取反指令實(shí)現(xiàn)331.3.5 定時(shí)器功能及指令實(shí)現(xiàn)341.3.6 計(jì)數(shù)器功能及指令實(shí)現(xiàn)381.4 PLC編程順序與狀態(tài)圖401.4.1 PLC順序功能圖401.4.2 順序功能圖轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)規(guī)則401.4.3 使用啟保停電路的編程方法411.5 先進(jìn)的PLC編程應(yīng)用軟件411.5.1 歐姆龍CX?Programmer編程軟件411.5.2 西門子STEP7編程軟件47第2章 先進(jìn)的小規(guī)模PLC532.1 新的靈巧PLC技術(shù)532.2 生產(chǎn)包裝噴涂PLC應(yīng)用實(shí)例562.2.1 噴涂流量控制系統(tǒng)562.2.2 安全性儀表（閥島）562.2.3 現(xiàn)場總線控制儀表572.2.4 生產(chǎn)過程PLC控制572.3 交通燈控制PLC應(yīng)用實(shí)例592.3.1 紅綠燈PLC控制程序編制602.3.2 紅綠燈控制梯形圖程序63第3章 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)653.1 大規(guī)模PLC控制系統(tǒng)653.1.1 大型PLC的技術(shù)特點(diǎn)653.1.2 大型PLC的網(wǎng)絡(luò)通信653.2 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)673.2.1 集散控制系統(tǒng)PLC應(yīng)用技術(shù)673.2.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)PLC應(yīng)用技術(shù)683.3 PLC控制的組態(tài)應(yīng)用技術(shù)703.3.1 監(jiān)控組態(tài)軟件建立703.3.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)備組態(tài)723.4 PLC熱風(fēng)爐控制應(yīng)用實(shí)例743.4.1 熱風(fēng)爐工作原理743.4.2 熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案773.4.3 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)803.5 PLC機(jī)床加工控制應(yīng)用實(shí)例93第4章 PLC系統(tǒng)通信應(yīng)用技術(shù)1054.1 PLC通信系統(tǒng)構(gòu)成1054.2 PLC高級通信協(xié)議應(yīng)用1064.2.1 PLC通信方法1064.3 PLC各種通信應(yīng)用的建立1084.3.1 計(jì)算機(jī)PLC串行通信1084.3.2 PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件1104.4 軸承檢測PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例1124.4.1 檢測和分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1124.4.2 軸承部件勻速測量方案1124.4.3 軸承部件內(nèi)外徑測量方案1144.4.4 LS?7000激光測量傳感器1144.4.5 LS?7000與PLC通信1184.5 電廠除灰PLC監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)例1194.5.1 集散控制系統(tǒng)應(yīng)用1204.5.2 除灰PLC集散控制系統(tǒng)構(gòu)建1214.5.3 PLC控制系統(tǒng)配置1244.5.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1264.5.5 PLC電氣連接與編程130第5章 PLC安裝與在線維護(hù)1355.1 PLC的結(jié)構(gòu)與功能1355.1.1 PLC的模塊化結(jié)構(gòu)1355.1.2 PLC組成模塊的功能1355.2 PLC控制系統(tǒng)安裝運(yùn)行1365.2.1 PLC電源配置1365.2.2 PLC模塊的安裝與拆卸1375.2.3 PLC接地和接線1385.2.4 PLC抑制電路的設(shè)計(jì)1395.3 PLC控制系統(tǒng)的在線維護(hù)1405.3.1 在線PLC軟件調(diào)試維護(hù)1405.3.2 PLC控制系統(tǒng)的日常維護(hù)1435.4 PLC控制系統(tǒng)的緊急停車1455.4.1 緊急停車系統(tǒng)的基本原理1455.4.2 PLC緊急停車控制系統(tǒng)149第6章 PLC故障診斷與故障排除1536.1 PLC應(yīng)用的故障報(bào)警1536.1.1 PLC應(yīng)用的錯(cuò)誤信息1536.1.2 PLC應(yīng)用的故障診斷處理1546.2 PLC一般故障的檢查與處理1566.2.1 PLC一般故障現(xiàn)象及修復(fù)辦法1566.3 PLC控制系統(tǒng)故障診斷1606.3.1 PLC控制系統(tǒng)故障分析1606.3.2 紙機(jī)PLC故障的判斷和處理1606.4 PLC控制系統(tǒng)故障排除流程1626.4.1 PLC總體診斷故障排除1626.4.2 PLC電源診斷故障排除1626.4.3 PLC運(yùn)行診斷故障排除1626.4.4 PLC輸入/輸出故障診斷排除1646.5 汽車涂裝系統(tǒng)故障診斷排除實(shí)例1666.5.1 汽車生產(chǎn)涂裝線功能和結(jié)構(gòu)1666.5.2 汽車涂裝線電氣控制1696.5.3 故障樹分析在設(shè)備故障中的應(yīng)用1706.5.4 動(dòng)作流程圖在設(shè)備故障分析中的應(yīng)用1736.5.5 復(fù)雜PLC系統(tǒng)的故障分析1746.5.6 設(shè)備故障分類及原因分析1766.5.7 涂裝線設(shè)備故障排除1796.5.8 PLC現(xiàn)場總線系統(tǒng)故障排除1876.6 基于PLC的小型水電站系統(tǒng)故障監(jiān)測實(shí)例1886.6.1 水電站可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)原理1886.6.2 PLC勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的總體結(jié)構(gòu)1896.6.3 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障與排除1906.6.4 水電站勵(lì)磁系統(tǒng)故障監(jiān)測系統(tǒng)192參考文獻(xiàn)197

章節(jié)摘錄

　　第1章　PLC編程技術(shù)　　1.1　PLC技術(shù)概述　　可編程邏輯控制器（programmable logic controller，PLC），簡稱可編程控制器，是以嵌入式微處理器為核心，具有數(shù)字邏輯或模擬輸入輸出模塊，專為工業(yè)和工程復(fù)雜環(huán)境而設(shè)計(jì)的數(shù)字控制裝置。經(jīng)過長期的實(shí)際應(yīng)用，它已經(jīng)成為技術(shù)通用和標(biāo)準(zhǔn)化的控制器，是綜合了微計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的新一代工業(yè)產(chǎn)品。它采用了專門設(shè)計(jì)的模塊化硬件結(jié)構(gòu)，其控制功能通過執(zhí)行控制程序來完成，具有可靠性高、適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的高溫、高濕度、沖擊和振動(dòng)等惡劣環(huán)境的特點(diǎn)，是機(jī)械制造控制、化工過程控制和能源工程控制等工業(yè)控制應(yīng)用最普遍使用的工具，在工業(yè)自動(dòng)化、民用與環(huán)境工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著可編程控制器的發(fā)展，它不僅能完成編輯、邏輯控制和數(shù)字通信，而且能實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換?？删幊炭刂破鞑坏哂写鎯?chǔ)程序的存儲(chǔ)器，還在內(nèi)部對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。它可執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作的指令，通過數(shù)字量或模擬量的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程；還具有液晶顯示功能，通過觸摸屏可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，設(shè)定控制系統(tǒng)的參數(shù)和狀態(tài)?！　】删幊炭刂破鳎≒LC）的工作基本原理是采用程序掃描技術(shù)來實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。掃描是一種形象化的術(shù)語，用來描述可編程序控制器內(nèi)部的CPU的工作過程。所謂掃描就是依次對各種規(guī)定的操作項(xiàng)目全部進(jìn)行訪問和處理。PLC運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要執(zhí)行，但是一個(gè)CPU每一個(gè)時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)操作而不能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作，因此CPU按程序的順序依次執(zhí)行各個(gè)操作。這種在處理多個(gè)作業(yè)時(shí)依次按順序處理的工作方式稱為順序掃描工作方式。由于掃描是周而復(fù)始、無限循環(huán)的，每掃描一個(gè)循環(huán)所用的時(shí)間即為掃描周期。順序掃描的工作方式是PLC的基本工作方式，它簡單直觀，方便用戶程序設(shè)計(jì)，為PLC的可靠運(yùn)行提供了有利保證。一方面，所掃描的指令被執(zhí)行后其結(jié)果馬上就可以被后面將要掃描的指令所利用；另一方面，還可以通過CPU設(shè)置定時(shí)器來監(jiān)視每次掃描時(shí)間是否超過規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。　　PLC的工作過程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過程，即在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯，然后順序向各個(gè)輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。除此之外，為提高工作的可靠性和及時(shí)地接收外來的控制命令，每個(gè)掃描周期還要進(jìn)行故障自診斷和處理、與編程器或計(jì)算機(jī)的通信請求。因此，PLC工作過程分為以下五步。

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