西门子佛山PLC模块总代理

在实际调试过程中，有时出现这样的情况，一个软件系统从理论上推敲能完全符合机械设备的工艺要求，而在运行过程中无论如何也不能投入正常运转，在系统调试过程中，除考虑软件设计的方法外，还可以从以下几个方面寻求解决的途径。

　　1 扫描击期和响应时间

　　用PC设计一个控制系统时，一个重要的参数就是时间，PC执行程序中的所有指令要用多少时间，(扫描时间)有一个输入信号经过PC多长时间后才能有一个输出信号(响应时间)掌握这些参数，对设计和调试控制系统无疑非常重要。

　　当PC开始运行之后，它串行地执行存储器中的程序。我们可以把扫描时间分为4个部分。共同部分，例如清除时间监视器和检查程序存储器；数据输入，输出；执行指令；执行外围设备指令。

　　时间监视器是PC内部用来测量扫描时间的一个定时器，所谓扫描时间，是执行上面4个部分总共花费的时间。扫描时间的多少取决于系统的购置，I/O的点数，程序中使用的指令及外围设备的连接，当一个系统的硬件设计定型后，扫描时间主要取决软件指令的长短从PC收到一个输入信号向输出端输出一个控制信号所需的时间，叫响应时间，响应时间是可变的，例如在一个扫描周期结束后，收到一个输入信号，下一个扫描周期结束后时，收到一个输入信号，下一个扫描周期一开始，这个输入信号就起作用，这时，这个输入信号的响应时间短，它是输入延迟时间，扫描周期时间，输出延迟时间三者的和，如果在扫描周期开始收到了一个输入信号，在扫描周期内该输入信号不会起作用，只能等到下一个扫描周期才能起作用，这时，这个输入信号的响应时间长，它是输入延迟时问，输出延迟时间三者的和，因此，一个信号的小响应时间和大响应时间的计算公式为：

　　小的响应时间=输入延迟时间+扫描时间+输出延迟时间，大的响应时间=延迟时间+2×扫描时间+输出延迟时间。

　从上面的响应时间估算公式可以看出，输入信号的响应时间由扫描周期决定，扫描周期一方面取决于系统的硬件配置，另一方面由控制软件中使用的指令和指令的条数决定，在砌块成型机自动控制系统调试过程中发生这样的情况，自动推板过程(把砌块从成型台上送到输送机上的过程)的启动，要靠成型工艺过程的完成信号来启动，输送砖坯的过程完成同时完成了送板的过程，通知控制系统可以完成下一个成型过程。

　　单从程序的执行顺序上考察，控制时序的安排是正确的，可是，在调试的过程中发现，系统实际的控制时序是，当第一个成型过程完成后，并不进行自动推板过程，而是直接开始下一个成型过程，遇到这种情况，设计者和用户的第一反应一般都是怀疑程序设计错误。经反复检查程序，未发现错误，这时才考虑到可能是指令的响应时间产生了问题。砌块成型机的控制系统是一个庞大的系统，其软件控制指令达五六百条。成型过程启动信号，由一个成型过程的结束信号和有板信号产生，这时，就将产生这样的情况，在某个扫描周期内扫描到HR002信号，在执行置位推板过程，直接进行下一个成型过程，这可能是由于输入信号的响应时间过长引起的，在这种情况下，由于硬件配置不能改变，指令条数也不可改变，处理过程中，设法在软件上做调整，使成型过程结束信号早点发生，问题得到了解决。

　　2 软件复位

　　在PLC程序设计中使用平常的一种是称为保持继电器的内部继电器。PLC的保持继电器从HR000到HR915，共10×16个，另一种是定时器或计数器从TIM00到TIM47(CNT00或CNT47)共48个(不同型号的PLC保持继电器，定时器的点数不同)。其中，保持继电器实现的是记忆的功能，记忆着机械系统的运转状况，控制系统的运转的正常时序，在时序的控制上，为实现控制的安全性，及时性、准确性、通常采用当一个机械动作守成时，其控制信号(由保持继电器产生)用来终止上一个机械动作的同时，启动下一个机械动作的时间继电器不能正常被复位的情况，

　在开机前，如果不强制使保持继电器复位，将会产生机械设备的误动作，系统设计时，通常采用的方法是设置硬件复位按钮，需要的时候，能够使保持继电器，定时器、计数器、高速计数器强制复位，在控制系统的调试中发现，如果使用保持继电器，定时器，计数器、高速计数器次数过多，硬件复位的功能很多时候会不起作用，也就是说，硬件复位的方法有时不能准确，及时地使PLC的内部继电器、定时器、计数器复位，从而导致控制系统不能正常运转，在调试过程中，人为地设置软件复位信号作为内部信号，可确保保持继电器有效复位，使系统在任何情况下均正常运转。

　　3 硬件电路

　　PLC的组成的控制系统硬件电路。当一个两线式传感器，例如光电开关，接近开关或限位开关等，作为输入信号装置被置被接到PLC的输入端时，漏电流可能会导致输入信号为ON，在系统调试中，如果偶尔产生误动作，有可能是漏电流产生的错误信号引起的。为了防止这种情况发生，在设计硬件电路时，在输入端接一个并联是阻，并联电阻的计算公式。

　　其中，不同型号的PLC漏电流值可查阅厂商提供的产品手册，在硬件电路上做这样的处理，可有效地避免

对于各种PLC的现场硬件组态和软件调试，通常有经验的工程师应该先花一些时间对自己的现场工作进行一个简单的规划，通常应当采取如下的步骤：

　　（1）系统的规划

　　首先，必须深入了解系统所需求的功能，并调查可能的控制方法，同时与用户或设计院共同探讨之操作程序，根据所归纳之结论来拟定系统规划，决定所采行的PLC系统架构、所需之I/O点数与I/O模块型式。

　　（2）I/O模块选择与地址设定

　　当I/O模块选妥后，依据所规划之I/O点使用情形，由PLC的CPU系统自动设定I/O地址，或由使用者自定I/O模块的地址。

　　（3）梯形图程序的编写与系统配线

　　在确定好实际的I/O地址之后，依据系统需求的功能，开始着手梯形图程序的编写。同时，I/O之地址已设定妥当，故系统之配线亦可着手进行。

　　（4）梯形图程序的仿真与修改

　　在梯形图程序撰写完成后，将程序写入PLC，便可先行在PC与OpenPLC系统做在线连接，以执行在线仿真作业。倘若程序执行功能有误，则必须进行除错，并修改梯形图程序。

　　（5）系统试车与实际运转

　　在线上程序仿真作业下，若梯形图程序执行功能正确无误，且系统配线亦完成后，便可使系统纳入实际运转，项目计划亦告完成。

　　（6）程序注释和归档

　　为确保日后维修的便利，要将试车无误可供实际运转的梯形图程序做批注，并加以整理归档，方能缩短日后维修与查阅程序之时间。这是职业工程师的良好习惯，无论对今后自己进行维护，或者移交用户，这都会带来极大的便利，而且是你的职业水准的一个体现。

　　以上工作中，复杂的系统规划可能需要几天甚至更长的时间，但一个简单的系统规划在一个具有良好的职业习惯的编程工程师手中，可能只需要几个小时。

　　这里要强调一个问题，是十分简单但却几乎每个项目都会发生的，那就是对PLC的接线。这往往是经验不足的工程师常常忽略的一个问题。其实，现场调试大部分的问题和工作量都是在接线方面。有经验的工程师首先应当检查现场的接线。

       通常，如果现场接线是由用户或者其它的施工人员完成的，则通过看其接线图和接线的外观，就可以对接线的质量有个大致的判断。然后要对所有的接线进行一次完整而认真的检查。现场由于接线错误而导致PLC被烧坏的情况屡次发生，在进行真正的调试之前，一定要认真地检查。即便接线不是你的工作，检查接线也是你的义务和责任，而且，可以省去你后面大量的时间。

PLC具有很完善的自诊断功能，如出现故障，借助自诊断程序可以方便的找到出现故障的部件，更换后就可以恢复正常工作。故障处理的方法可参看S7-200系统手册的故障处理指南。实践证明，外部设备的故障率远高于PLC，而这些设备故障时，PLC不会自动停机，可使故障范围扩大。为了及时发现故障，可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。

　　1.超时检测

　　机械设备在各工步的所需的时间基本不变，因此可以用时间为参考，在可编程控制器发出信号，相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器开始定计时，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。如某执行机构在正常情况下运行10s后，使限位开关动作，发出动作结束的信号。在该执行机构开始动作时起动设定值为12s的定时器定时，若12s后还没有收到动作结束的信号，由定时器的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的程序，起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.逻辑错误检查

　　在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号(如存储器为的状态)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。如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接通。若它们同时接通，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。在梯形图中，用这两个限位开关对应的存储器的位的常开触点串联，来驱动一个表示限位开关故障的存储器的位就可以进行检测。