西门子模块6ES7231-7PD22-0XA8介绍说明

西门子模块6ES7231-7PD22-0XA8介绍说明

PLC的日常维护和保养比较简单，主要是更换保险丝和锂电池, 基本没有其它易损元器件。由于存放用户程序的随机存储器（RAM）、计数器和具有保持功能的辅助继电器等均用锂电池保护，锂电池的寿命大约为5年，当锂电池的电压逐渐降低到一定程度时，PLC基本单元上电池电压跌落到指示灯亮，提示用户注意有锂电池所支持的程序还可保留一周左右，必须更换电池，这是日常维护的主要内容。
　　调换锂电池的步骤为：
　　■在拆装前，应先让PLC通电15秒以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC做短暂供电，以保护RAM 中的信息不丢失）；
　　■断开PLC的交流电源；
　　■打开基本单元的电池盖板；
　　■取下旧电池，装上新电池；
　　■盖上电池盖板。
　　注意更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3分钟。如果时间过长，RAM中的程序将消失。
　　此外,应注意更换保险丝时要采用指定型号的产品。
　　I/O模块的更换
　　若需替换一个模块，用户应确认被安装的模块是同类型。有些I/O系统允许带电更换模块，而有些则需切断电源。若替换后可解决问题，但在一相对较短时间后又发生故障，那么用户应检查能产生电压的感性负载，也许需要从外部抑制其电流尖峰。如果保险丝在更换后易被烧断，则有可能是模块的输出电流超限，或输出设备被短路。
　　PLC的故障诊断是一个十分重要的问题，是保证PLC控制系统正常、可靠运行的关键。本文对常用的故障诊断方法进行了探讨。在实际工作过程中，应充分考虑到对PLC的各种不利因素，定期进行检查和日常维护，以保证PLC控制系统安全、可靠地运行。笔者近几年在维护和修理PLC系统中，总结了一些快速查找PLC系统故障原因的经验，现与大家交流如下。 
一个典型的PLC系统包括一个现场PLC站，和通过高速数据线与之相连的上位机以及模拟屏PLC站，上位机用以显示各种图形和数据，模拟屏PLC站用来驱动模拟屏上的发光二极管。整个PLC系统与外联设备相接，就构成了一个自动控制系统。 
通常将PLC当作一个黑盒子，我们可以简单地根据I/O信号来判断故障的位置。判断故障的情况有两种，即模拟屏上闪烁的故障信号和该运行的设备在模拟屏上无显示。 
1、模拟屏上闪烁的故障信号 
根据PLC控制站图纸，先检查该设备在模拟屏PLC柜内的显示状态，如果相符合再检查现场PLC柜的显示状态，同样符合时再继续检查PLC柜的I/O端子、外联设备的I/O端子，并由此推断出是设备故障还是PLC故障。以上过程可以用下面的框图表示（如图1）。 

 
图1 
判断PLC柜I/O端子、外联设备的I/O端子是否与状态信号相符的方法很简单，只要用万用表的直流电压档测量端子号与公共端的电压值，为24V表示断开，无信号；为0V表示接通，有信号。 
2、该运行的设备在模拟屏上无显示 
此时应判断是PLC没有给运行信号，还是给了运行信号而设备有故障不能运行。 
我们可以从现场的PLC柜的输出模块地址中观察有无信号显示，继而检查PLC站输出继电器有无吸合，再看外联设备的电气柜有无驱动信号。如有，而设备无运行，则是设备有故障，如果设备正常运行，则应从外联设备的输入端往回查，过程正好与种故障检查过程相反。 
以上过程可用下面框图表示（如图2）： 
 

图2 
如果设备正在运行，则按以下框图检查（如图3）。 
对模拟信号的检测，因仪表采用的是4~20mA输入，所以在模拟信号输入端串联一个万用表，检测模拟信号的电流值，并与PLC的输出值做比较，便可知道数值是否正确。 
 

图3 
有一种简单的方法可以迅速判断是PLC故障还是电器设备的故障，就是采用短路法：将外联设备状态输入线断开，用一条导线将输入端口和公共线相连，这意味着给PLC一个接通的信号，如果PLC有显示，则PLC正常；反之为PLC故障。 
找到故障点以后应做出相应的处理。一般来说PLC发生故障的可能性较小，大部分故障原因是接线松了，或线接错了，或继电器有故障等，亦有PLC模板烧毁的情况，这时只能将PLC模板换掉。记住一定要断电操作，否则容易把好的模板烧毁，亦可能会牵连到PLC处理器。

因为各种原因，使得系统参数发生了变化，因此，监控系统必须具备实时性要求，也就是说，只要设备状态一改变，监控系统就将信息采集并传送到计算机，以便监控人员及时了解现场，对现场情况作出判断、进行相应的操作。实时性包括计算机与plc实时通信以及plc实时监控所联设备状态两方面内容。

　　计算机实时数据处理

　　该部分由vb的timer控件完成。通过引发timer事件（timer事件是vb模拟实时计时器的事件），timer控件可以定时执行规定的操作，使得plc所连接的设备状态信息及时传送到计算机。

　　plc实时数据处理

　　由于s7-200系列plc在自由口模式下，通信协议完全由梯形图程序控制。s7-200cpu连续扫描用户程序、执行用户任务。plc在程序执行过程中，基于稳定、快速、灵活等方面考虑，cpu每个扫描周期都通过输入输出映像寄存器来执行实际输入输出操作，即读实际输入点值到映像寄存器、写映像寄存器值到实际输出点。由于在中断中不能顺利进行数据读写操作，因此，可通过编程，利用plc循环扫描执行程序的特点，使得在程序扫描期间实现数据存储区与输入输出映像寄存器区交换数据，也就是说，计算机只要通过与数据存储区实时完成通信就可达到实时监控实际输入输出点的效果。

一般以为，PLC输入点数是按系统输入信号的数量来确定的。但在实际应用中，通过以下措施可以达到节省PLC输入点数的目的，下面以三菱PLC来介绍。

　　（1） 组合输入，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。如图，三个输入信号SB0~SB2只占用两个输入点

　　（2）分组输入，如下图，系统有“手动”和“自动”两种工作方式。用X0来识别使用“自动”还是“手动”操作信号，“手动”时输入信号为SB0~SB3，如果按正常的设计思路，那么需要X0~X7一共8个输入点，若按下图的方法实际，则只需要X1~X4一共4个输入点。图中的二极管用来切断寄生电路。如果图中没有二极管，系统处于自动状态，SB0、SB1、S0闭合S1断开，这时电流从com端子流出，经SB0、SB1、S0形成寄生贿赂流入X0端子，使输入位X2错误的变为on。各开关串联了二极管后，切断了寄生回路，避免了错误的产生。但是用应考虑输入信号强弱。

　　（3） 矩阵输入

　　下图所示为4*4矩阵输入电路，它使用PLC的四个输入点X0~X3来实现16个输入点的功能，特别适合plc输出点多而输入点不够的场合。当Y0导通时，X0~X3接受的是Q1~Q4送来的输入信号；当Y1导通时，X0~X3接受的是Q5~Q8送来的输入信号；当Y2导通时，X0~X3接受的是Q9~Q12送来的输入信号；当Y3导通时，X0~X3接受的是Q13~Q16送来的输入信号。将Y0的常开点与X0~X3串联结尾输入信号Q1~Q4，将Y1的常开点与X0~X3串联信号为Q5~Q8，后面以此类推

　　使用时应注意的是除按照上图进行接线外，还需要对应的软件来配合，以实现Y0~Y3的轮流导通；同时还要保证输入信号的宽度应大于Y0~Y3的轮流导通一遍的时间，否则可能丢失输入信号。缺点是使输入信号的采样频率降低为原来的三分之一，而且输出点Y0~Y3不能再使用

　　（4） 输入设备多功能化

　　在传统的继电器控制系统中，一个主令（按钮、开关等）只产生一种功能信号。在plc系统控制中系统中，一个输入设备在不同的条件下可产生不同的信号，入一个按钮即可用来产生启动信号，又可用来产生停止信号。如图，只用一个按钮通过X0去控制Y0的通与断，即次接通X0时Y0通，再次接通X0时Y0断

　　（5） 出入触点的合并，将某些功能相同的开关量输入设备合并输入（常闭触点串联输入、常开触点并联输入）。一些保护电脑的报警电路常常采用该方法。

　　如果是外部某些输入信号总是以某种“或与非”组合的整体形式出现在梯形图中，可以将它们对应的某些触点在可编程控制器外部串联后作为一个整体输入可编程控制器，只占可编程控制器的一个输入点。

　　例如某负载可在多处启动和停止，可以将多个启动信号并联，将多个停止信号串联，分别送给plc的两个输入点，如图，与每一个启动和停止信号占用同一个输入点的方法相比，还简化了梯形图电路。

　　PLC输出控制 法一，原理同矩阵输入，将输出点做成4*4或者5*5即为16或者25个点的输出点

　　命名Y0~Y7分别为a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7

　　我们排列4*4=16个输出点

　　a0a4 a0a5 a0a6 a0a7 a1a4 a1a5 a1a6 a1a7，a2a4 a2a5 a2a6 a2a7 a3a4 a3a5 a3a6 a3a7

　　在接线中，我们按照上面排列依次穿起来

　　在plc程序中，当a0a4同时on时，组开关得电

　　当a0a5a同时on时，第二组得电

　　注意事项，当有多个点同时输出时，我们要排除同时得电的某个点，三个点任意组合可能会有重复

　　如：同时4个点输出，我们就尽量使用组

　　优势：可以由小点数得到多个点，不足：程序和接线稍复杂。