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西门子PLC系列产品
PLC系统故障分析
PLC主要由中央处理单元、输入接口、输出接口、通信接口等部分组成，其中CPU是PLC的核心，I/0部件是连接现场设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各功能部件独立封装，称为模块或模板，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。
PLC控制系统故障分为软件故障和硬件故障两部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/0端口和现场控制检测设备，如继电器、接触器、阀门、电动机等。
1、PLC软件故障
PLC具有自诊断能力，发生模块功能错误时往往能报警并按预先程序作出反应，通过故障指示灯就可判断。当电源正常，各指示灯也指示正常，特别是输入信号正常，但系统功能不正常（输出无或乱）时，本着先易后难、先软后硬的检修原则首先检查用户程序是否出现问题。
用户程序储存在PLC的RAM中，是掉电易失性的，当后备电池故障系统电源发生闪失时，程序丢失或紊乱的可能性就很大，强烈的电磁干扰也会引起程序出错。
2、PLC硬件故障
①PLC主机系统故障
A、电源系统故障。电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。
B、通讯网络系统故障。通讯及网络受外部干扰的可能性大，外部环境是造成通讯外部设备故障的主要因素之一。系统总线的损坏主要由于PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。
②PLC的I/O端口故障。
I/O模块的故障主要是外部各种干扰的影响，首先要按照其使用的要求进行使用，不可随意减少其外部保护设备，其次分析主要的干扰因素，对主要干扰源要进行隔离或处理。
③现场控制设备故障
A、继电器、接触器。减少此类故障应尽量选用高性能继电器，改善元器件使用环境，减少更换的频率。现场环境如果恶劣，接触器触点易打火或氧化，然后发热变形直至不能使用。
B、阀门或闸板等类设备。长期使用缺乏维护，机械、电气失灵是故障产生的主要原因，因这类设备的关键执行部位，相对的位移一般较大，或者要经过电气转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换，或者利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换，机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。
C、开关、极限位置、安全保护和现场操作上的一些元件或设备故障，其原因可能是因为长期磨损，电气控制柜显示屏，或长期不用而锈蚀老化。对于这类设备故障的处理主要体现在定期维护，使设备时刻处于完好状态。对于限位开关尤其是重型设备上的限位开关除了定期检修外，还要在设计的过程中加入多重的保护措施。
D、PLC系统中的子设备，如接线盒、线端子、螺栓螺母等处故障。这类故障产生的原因主要是设备本身的制作工艺、安装工艺及长期的打火、锈蚀等造成。根据工程经验，这类故障一般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中一定要按照安装要求的安装工艺进行，不留设备隐患。
E、传感器和仪表故障。这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽量与动力电缆分开敷设，特别是高干扰的变频器输出电缆，而且要在PLC内部进行软件滤波。
F、电源、地线和信号线的噪声(干扰)故障。
PLC系统故障实例分析
1、PLC软故障实例
一台停机一段时间的PLC控制系统上电后无法启动
故障检查、处理：检修人员在检查后认为程序出错，很自然地将EPROM卡插人PLC中，总清后拷贝程序，完成后重启，故障依旧，由于程序不大，逐条把EPROM上的程序读出，与手册上的指令核对后发现完全一样，重复拷贝无效后认为是PLC硬件故障。
用PG将备份程序调出，与EPROM上的程序进行比对，结果语句指令表相同，但程序存放地址发生了变化，把备份程序发送到PLC后设备运行正常。可见EPROM上的程序也出现了错误，擦除后重新写入问题解决。
2、PLC硬件故障实例
①某石化装置西门子PLC（S7-300，CPU315-2DP）在使用时，突然停止运行。
故障检查、分析：检查警示灯、程序、供电电源，在检查报警时，发现CPU上BAT灯亮起。检査程序时，发现没有对电池失效进行故障处理。故障处理：更换CPU电池，对电池失效故障在程序中进行相应处理。
②某日晚，压缩机PLC与主控PLC通讯突然中断，主控DCS上显示压缩机PLC与主控PLC通讯中断报警，压缩机控制室里的电机信号在主控合成DCS上均显示红色（停止状态），压缩机控制室里的一些流量、压力、温度等信号，在主控合成DCS上均显示高低报警。由于通讯中断使压缩机控制室里一些重要联锁不能送到主控，从而使全厂停车
故障检查、分析：从理论上讲，引起压缩机PLC和主控PLC通讯中断的原因主要是两个：一个是软件不同步；另一个是由于硬件如CP525卡、CPU卡故障。
首先从软件方面进行处理。在主控PLC进行了同步操作，强制通讯数据字DW13的***4位，结果通讯仍然没有建立起来，看来不是主控PLC不同步引起的。接着在压缩机PLC对其进行了同步操作，强制通讯数据字MW10的***4位，结果通讯建立。从而确认这次压缩机的PLC与主控PLC通讯中断的原因是由于压缩机程序不同步引起的，造成程序不同步的原因是外界的电磁干扰。
故障处理：为了避免此类故障的再次发生，应加强控制室的屏蔽，禁止在控制室使用移动电话等通讯工具。
③西门子PLC（S7-300）的SF灯报警
故障检查、分析：SF灯报警说明输入点有故障。故障处理：检查各个输入点工作状态，电气控制柜仪表，在检查时发现现场一台温度变送器没有输入信号，经处理后故障消失。
④PLC某个输入点外部没有被接通（即使拆开该输人端子上的连接线效果也相同），但该输入点实际已经被接通而且相应输入指示灯常亮故障分析：判断该端子的相邻端子已经被接通，而PLC的输入端子之间存在铁屑，导致了该输入点被接通，或该输入点已经被损坏。
故障处理：拆开PLC的所有输入端子的连线，发现输入端子排上存在很多铁屑，将端子上的铁屑吹干净，然后恢复接线，故障被排除。
⑤控制系统PLC数字输入卡SF灯变红色
故障检查、分析：将卡件电源重新送电后，故障现象依然存在；重新启动PLC主机后，故障指示灯仍旧是红色。于是对卡件所接收的现场信号一一进行检查后发现一回讯开关有异常。用万用表测量后发现，回路电阻无穷大，这说明回讯开关坏而被数字输入卡检测到。故障处理：更换备件后故障指示灯灭。
⑥造粒机PLC控制系统模拟输入卡接收的现场信号在DCS上指示无穷大
故障检查、分析：分析可能是现场压力变送器和接线箱之间相互连接的通讯电缆出现故障，于是更换通讯电缆，但现象依然如故。仔细检查分析整个回路后发现，在回路中容易出现的地方有三个，压力变送器本身、通讯电缆、卡件，压力变送器、通讯电缆都已排除。将卡件拆开来看后发现里面的一个小的集成块已经被烧毁。故障处理：更换卡件。
⑦两个PLC互为热备的控制器中只有一个能够运行，另一个始终处于停止
故障检查、分析：将整个控制柜断电、送电后同时启动两个PLC主机还是只有一个PLC主机运行。查询相关资料后发现OB70，OB72两个系统功能块负责冗余故障，如果没有插入这两个功能块则系统冗余丢失，即只有一个CPU能够运行。故障处理：插入这两个系统功能块后，控制系统恢复正常。
e运维详解配电自动化和配电管理电气控制柜
一.配电自动化概念
配电自动化是20世纪80年代末，美国等几个工业发达国家发展起来的，中国目前的配电很薄弱，新郑电气控制柜，绝大多数为树状结构，且多为架空线，可靠性差，损耗高，电压质量差，自动化程度低，因此加强配电的建设是当务之急，近几年大量进行的城网、农网改造提供了巨大的市场机遇。采用信息技术，对配电系统的***运行，提高管理水平，降低损耗具有重要意义。
目前，配电自动化还没有一个明确的定义。在电力系统一般把这4个方面的内容统称为配电管理系统。事实上，4个方面的内容相互独立运行，它们之间的联系十分密切，特别是信息的搜集、传递、存储、利用是相互影响的。分步骤地从纵向和横向两个方向逐步实施和完善。在供电企业内，它属于一个信息管理系统。
二. 配电自动化的应用原则
2.1 安全性原则
人们生活水平已经越来越高，电力在人们的日常生活中已经是不可或缺的一部分，随着人们对物质生活要求的进一步提高，电力在人们生活中的重要作用已经到了没有电力就难于生活的境地。倘若电力系统发生了问题，就不能正常供电，不仅给人们的生活带来了许多的不方便，而且给社会政治、经济等带来重大影响，曾经莫斯科市的一次大停电就是一个很好的例证。一次在配电自动化的过程中，安全性必须要得到***，配电自动化一定要遵循安全性原则。这是对人民也是对社会负责。
2.2 可靠性原则
在配电系统中，在自动化运行管理时，可靠性原则也是要遵守的，这主要是***用户用电的可靠性。比如在夏天，随着温度的不断升高，空调、电扇已经是人们夏天不得不用的电器，假如供电可靠性不高，这将导致人们在生活中产生中暑等的严重后果。这个可靠性是指供电系统中，要避免配电自动化系统的故障导致用户无法正常用电的情况，这要求配电自动化在运用中一定要做到：选用可靠的设备，要有可靠的网络通信系统，有可靠的设计布局，电源也要可靠。做到了这些，基本上是能够***配电自动化系统在应用中的可靠性的。
2.3 实事求是原则
配电自动化系统设备的选用要立足国情，假如选择了严重不符合我国技术情况的设备，那也只会导致设备闲置，浪费我国国家财产的同时，也使得我国的配电自动化发展名不副实。我国配电自动化发展过程中，就存在许多的没有遵从实事求是原则的现象，盲目的照搬照抄国外的***技术等，背离我国的国情，许多自动化系统设施只能闲置着，实际运行的覆盖率严重不足。
2.4 与时俱进，不断完善原则
配电自动化在配电管理中的应用是一项庞大而复杂的综合性的工作，内容丰富，对技术的要求非常之高，所以对配电自动化发展要结合时代的发展，一步步推进，不能一蹴而就，这是不现实的，它需要在实际的发展中不断的完善。在设计的过程中，要有规划的循序渐进进行设计，使得配电自动化建设能够逐步完善，并且根据***建设的发展进行变化调整，做到与时俱进。
三.配电自动化与配电管理
配电自动化系统具有的功能有5个方面，即配电SCADA、故障管理、负荷管理、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)和配电应用。同输电网的调度自动化系统一样，配电的SCADA也是配电自动化的基础，只是数据采集的内容不一样，目的也不一样，配电SCADA针对变电站以下的配电络和用户，目的是为DA/DMS提供基础数据。但是，仅仅是配电SCADA的三遥功能，并不能称为配电自动化系统，必须在配电SCADA基础上增加馈线自动化(FA)功能。馈线自动化的基本功能应包括馈线故障的自动识别、自动隔离、自动恢复。考虑到故障的方面和表征之间的关系，故障的判断需要考虑很多的方式方法并分别加以测试，诊断方案应适用于单相接地故障、相—相故障、相—相接地故障和三相故障。使用范围为中性点不接地或小电流接地系统。为了完成DA的功能，配电SCADA除了可以采集正常情况下的馈线状态量，还应对故障期间的馈线状态进行;除可进行人工远程控制，还应对馈线设备进行自动控制，以便实现故障的自动隔离和自动恢复。
四.负荷控制与负荷管理
负荷控制与负荷管理是为了确保电网工作进行的稳定性，它的主要目的是调控电流。但是这种方法已经不能适应发展需要，现在主要问题是怎样得到用户的肯定。所以，当前应当考虑的问题就是怎样获得用户的肯定并达到***输电要求。这要求管理层的权li和义务都应当得到提升，充分意识到自己应当行驶的责任和义务。当前，大多数电力局都拥有流量调控机构，怎样将旧的机构系统充分利用，达到新的标准是要主要考虑的状态之一，并能够提升服务等级，加强管理方面的付出和肯定。
五.通信方式的选择
配电通信在大范围的使用运行中有重要的作用。因为终端节点的个数的原因，选择和规划上都较多。但是也为选择人员带来了巨大的工作量。面对的方法方案都太多，因为用户都希望用到最为有效而价格上最为低廉的一种方式。
5.1电话线比较传统并且简便，能够在最duan时间内实现作业，适合较为低技术的配电系统，因为其性能稳定性较差，所需要的花费也比较小;专线方式的性能和稳定性上都较好，适应高水平的终端要求。
5.2无线方式有普通电台和高速智能数传电台两种。普通电台已广泛应用于负荷控制系统中，这种设备花费较少，很便宜，但是同时也无法有较强的可靠性。频点申请无委会控制较严。高速智能数传电台通信速***，频点可复用，支持X.25协议，有路由选择功能和主动上报功能，但是价格昂贵，难以普及。
5.3光纤通信方式有光端机方式和光接口板方式两种。光纤的特点是能够容纳较大的内容，并且对于干扰信号有阻碍作用，耗费量小，因此，其价格也比较昂贵。光端机方式适合容量大的站点，成本也较高。光接口板的方式将光电转换器直接置入配电终端内，并可以利用编码复用方式多个配电终端设备公用一对光纤，有效地降低了成本。另外，如果多膜光缆能够满足配电系统的距离要求，多膜光缆在价格上为大众接受。光纤通信的发展前景十分可观。
5.4开关设备与FTU的配合。配电开关渐渐追求能够自动开启和断电。以改善传统电路依靠人员手动来操作机器的运行和停止的弊端。新的开关在电路上的设置有所不同，具有智能化的特点，并且能够自己发现电路中存在的问题，依靠问题产生的循环变化促使开关自动运行和停止。节省人工工作的时间，为修理赢得效率。用于配电自动化系统的开关设备有两种，一种是自动重合器，它本身具有故障电流的识别能力和操作顺序控制能力。另一种是与FTU一体化的智能负荷开关。采用依靠重合器时序整定的方法实现馈线自动化功能，优点是省略了通信系统的专门使用性，缺点是对于设施要求严格，能够承受较大的电流冲击。
六.配电自动化管理系统的实施
6.1
规划和建设好配电架、规划和建设好配电架，是实现配电自动化及管理系统的基本条件。用的配网接线有树状，放she状，网状，环网状等形式，其中环网接线是配网常用的一种形式将配电环网化，并将10kV馈线进行适当合理的分段;***在事故情况下，110kV变电容量10kV主干线和10kV馈线有足够的转移负荷的能力。
6.2
加强领导，统筹安排，分步实施、配电自动化及管理系统的开发和应用，是从传统的管理方式向现代化管理方式的飞跃，其涵盖的内容十分广泛，涉及部门诸多，为此，必须加强领导，统一规划，因地制宜，分步实施，以实现最jia的投入产出比。
6.3
解决好实时系统与管理系统的一体化问题，由于配电自动化(DA)涉及的一次设备成本较大，目***般***于重要区域的配网使用，而AMFMGIS则可在全部配网使用，若使用一体化可通过AMFMGIS系统在一定程度上弥补DA在这方面的不足，故配电自动化及管理系统的实时SCADA和AMFMGIS的一体化颇为重要。
6.4
配置合理的通信通道，通信系统信道的选用，应根据通信规划，电气控制柜短路，现有通信条件和配电自动化及管理系统的需求，按分层配置，资源共享的原则予以确定，信道种类有光纤、微波、无线、载波、有线、主干线推荐使用高中速信道，试点项目建议使用光纤。
6.5 选择可靠的一次设备，对一次开关设备除满足相应标准外，还应满足配电自动化及管理系统的要求。
提高配电自动化系统的应用水平，可以实现：优化配电结构，提高供电可靠性;快速查找、排除电力故障，尽快恢复供电，提高优质服务水平;合理分配电力负荷，降低线路损耗，提高电压水平;大大缩短停电时间，减少人工操作次数;实时记录配电运行状态，为配电生产运行提供决策支持。配电自动化及管理系统具有实时性好，自动化水平高，管理功能强之特点，能提高供电可靠性和电能质量，改善对用户的服务，具有***的经济优越性和良好的社会综合效益。
随着自动化行业的飞速的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产，而抗干扰能力又是其中的关键所在。PLC的安装一般在控制室、生产现场和电机设备上，由于所处环境条件特殊，所以经常会受到干扰。要提高PLC的抗干扰性，只能从设计源头出发。
影响PLC控制系统的干扰源和一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。PLC控制系统干扰类型通常分为干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质。这其中就包括放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声；持续噪声、偶发噪声；共模干扰和差模干扰。这些噪声的干扰是PLC控制系统不稳定的主要原因，直接影响机器设备的精度、准度。
了解了PLC控制系统干扰类型，就要明白其来源是哪些？PLC控制系统干扰来源主要分为六个方面：
空间辐射gan扰——电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的干扰，通常称为辐射gan扰，分布极为复杂。
系统外引线干扰——主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。
电源干扰——PLC 系统的正常供电电源均由电网供电，电网的高覆盖会受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。
信号线引入干扰——与PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输***各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。
接地系统混乱干扰——接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一，而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC 系统将无法正常工作。
PLC系统内部干扰——主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
了解这些后，我们要做的就是如何避免这些干扰？有些干扰是我们人力暂时无法左右的，但有些干扰我们却能很好的避免。就是选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线要更加合理等等。但相对成本比较高昂，技术水平要求相对较高。当然也有经济***办法，比如利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种产品，就可有效解决干扰问题。而且使用简单方便，技术难度低、成本低廉，一般企业工厂都可以驾驭。
解决PLC控制系统干扰问题最根本的环节是预见，只有理清其来源，才能更好的去解决其干扰问题。
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