基于FX 2N系列PL C指示灯的故障诊断及排除方法 陈海芹 江苏省连云港工贸高等职业技术学校江苏连云港222000 【 摘 要】PLC故障自 诊断是一个十分重要的问题, 能否迅速、 规 范判定故障的大致类别与范围, 是保证PLC控制系 统正常、 可靠运行的关 键。 本文通过在实际工作 中观察设置于PLC基本单元的状态指示灯的信 号, 主要阐述三菱F×2N系列PLc指示灯出 现故障的原因, 并给出具体的诊 断与排 除方法。 【 关键词】FX2N,~. J~]PLC; 指示灯故障; 诊断与排除 [ A bstract] PLC fault diagnosis is a very im portant issue,rapid, st andardized cat egories on which it f ound fault wil; h the range. is the key to guarant ee normal , reliable operat ion of the PLC contro] system. Observ ation by practical work in t his article sets the signal to PL C StatUS indicator of the base unit . focuses O n Mitsubishi F X 2N series PL C led e causes of failures, and specific diagnosis and remov al method. [ Keywords] FX2N series PLC; Led failure; Diagnosis and repair 三菱F X 2N系~I JPLC是FX 家族中最先进的系列。 具有高速处理 及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点, 为工厂自动化 应用提供最大的灵活性和控制能力。 目前, 虽然PLC控制系统的应用 已相当普及, 但故障诊断与维修工作仍然有待于规范化。 根据系统控 制对象的不同和程序的区别, PL C控制系统故障千差万别, 无法进行 介绍, 利用PL C上的状态指示灯, 可以迅速判定故障的大致类别 与故障的范围, 这是一种最简单的故障诊断方法。 三菱F X 2N 系列PL C用于状 态指 示的 指示 灯主要 有: 电源 (POW E R ) 、 运行指示 (R UN) 、 电池电压不足指示 (BAT T . V ) 、 程序出错指示 (PROG- E ) 、 CPU出错 (CPU— E) 共5只指示灯 (见图 ) 以及输入输出指示灯 (根据I/ 0 点数的不 同而不同, 与I/ O地址 对应) 等。 下面就通过观察设置三菱F X 2N系~; I ]PLC基本单元的 状态指示灯的信号, 重点阐述PLC指示灯故障的原因, 并给出具体的 诊断与维修方法。 一一一一一图 一 1. 电源指示POWE R的故障诊断与维修 几乎所有的PLC都安装有电源指示灯, 通过电源指示灯, 可以初 步诊断外部电源的基本情况。 指示灯亮, 表明PL C的基本单元的电源 已经正常工作。 当PL Ct,I ,部电源接通后, 指示灯不亮, 首先应检查外 部电源是否符合要求。 如: 1、 PL C电源的交/ 直流选择是否正确; 2 、 外部电源是否已经正确连接~I ]PLC的电源连接端; 3、 电源的连接是 否存在接触不良现象等。 在检查确认外部电源已经正确接~I ]PLC后, 如指示灯仍然不亮, 可检查PL C上的连接DC24V (+ ) 电源端, 当该连接端有连接线时, 表 明PLC需要为外部输入提供24V电源, 为确认故障部位 , 可以取下连 接线, 在断开外部负载的情况下再进行检查、 试验。 若连接线取下后, 指示灯变亮, 表明端子+24V的连接线存在短 路或过载。 应检查P LC的输入线路连接与DC24V 的负载情况 , 以排 除故障。 如果是由于外部负载过大而引起的故障, 应修改线路设计, 采用独立的外部供 电电源。 如连接端+ 24V未使用或取下连线端+ 24V的连接线后, POWE R 指示灯仍然不亮, 表明PLC 内部存在不良。 这时可以打开PL C, 对内 部电源的熔断器进行进一步检查, 如是熔断器熔断, 在测量确认内部 无短路的前提下, 可以更换同规则的熔断器; 否则应进行PL C的维修 或更换。 2. 运行指示RUN的故障诊断与维修 当PL C的输入电源正常后, 该指示灯亮, 表明PL C处于正常工作 状态。 如指示灯不亮, 可能的原因有: 1) PL C上的R UN/ ST OP开关被设置为 “ST OP ” 状态, 使得PL C 停止运行; 可根据特殊继电器的显示排除故障原因, 可利用RE SE T 开关复 位, 将PL C的运行开关置RUNI t~可。 2 ) P L C 程序 存 在的 错误 , 这 时, P L C 的程 序 出错 指示 灯 “PR OG— E” 或出错指示灯 “ER ROR” 同时亮或闪烁; 如属于系统硬件故障, 将更换或维修不良模块 ; 当程序语法错误 ( 如忘记设定定时器或计数器的常数等) , 或有异常噪音、 导电性异 物混入等原 因而引起程 序内存的内容变化时,【 E PR OR ] LE D 会闪 烁 , PLC处于ST OP状态, 同时输出全部变为OF 检查程序是否有错, 检查有无导电l生 异物混入和高强度噪音源。 3) PL C循环时间超时, 这时CPU出错指示灯 “CPU— E ” 或出错 指示灯 “ER R0 R” 同时亮; 如属于系统硬件故障, 将CPU模块存在不良, 可更换或维修不良 模块即可。 3. 电池电压不足指示BAT T . V的故障诊断与维修 电池电压不足指示灯 (BAT T . V ) , 表明PL C的内部电池电压过 低, 这时PL C特殊内部继电器M8o06为 ⋯ 1’ 当BAT T . V 指示灯亮时, 从理论上说, PL C程序与数据还可以继 续保持一段时间 (约1个月) , 但考虑~ I ]PL C因为停机 , 故障未及时发 现等方面的原因, 原则上应在指示灯亮后尽快更换电池。 4. 程序出错指示PROG- E 的故障诊断与维修 程序出错指示灯PR OG— E 闪烁, 表明PL C用户程序存在错误 , 可能的原因有: 1) 定时器、 计数器的常数值未设置; 2) PL C程序存在语法错误或程序错误 ; 3) 电池电压下降引起的PLC用户程序出错; 4) 由于灰尘、 导电物的进入, 引起的PL C内部工作错误; 5) 由于外部干扰引起的PL C内部工作错误。 等等。 当用户程序发生错误时, 8009、 8060~ 8068其 中之一的值被写入 特殊数据寄存器D8004中, 假设这个写入D8004中内容是8064 , 则通 过查看D8064的内容便可知道出错代码。 与出错代码相对应的实际出 在这种情况下, 应 (> > 下转第310页) 专论 两台工控机通过西门子的CP343一 l NE W用于$7300 PLC~U PR OFINET , 作为I/ O控制器接连到现场I/ O设备。 操作员站主要供 操作使用, 在界面上显示各种实时运行参数 , 对各种控制设备的运行 状态和运行参数进行调整, 对现场的电机和 电动、 气动控制阀进行控 制。 工程师站用于系统工程9币 进行系统维护、 实现程序修改、 系统运 行状态监控、 用户登录管理、 用户权限分配等。 3. 4网络通信配置 整个控制系统的通信采用三层网络进行数据交换。 最上层是操 作层, 为操作终端 网; 中间层为控制层, 为设备主干网, 它是高速工业 以太网(10/ 100Mbps); 底层为I/ O层, 为现场总线, 采用Profibus2DP 通信协议 。 其中设备主干网为整个系统的骨干 网。 主要负责控制器之 间、 控制器与监控系统之间的数据交换 。 设备主干网采用快速以太 网, 支持T CP/ IP协议。 3. 5软件编制 图3 程序编制流程图 系统的组态软件为SIMAT IC Manager, 所有的组态工作均在工 程师站上完成 。 系统采用集中的、 从上到下的组态方式 , 过程控制与 监视的组态采用的是图形化组态, 方便易用。 人机接 口部分的组态软 件是WinCC , 如图3所示。 过程控制与监视的组态包括硬件系统搭建、 控制策略实现 、 各种记录配置、 报表生成及数据归档。 I/ O卡件采集现场数字量和 模拟量信号, 经过PCS7 的驱动块处理,通过监视块传送给上位机 WinCC,用于w inCC画面进行监控。 4. 具体实施流程 根据灰库区系统的运行情况, 在# 2机组大修时一座灰库可满足 # 1机组运行的要求。 3座灰库可分别停运, 进行控制系统改造 。 每座 灰库控制系统改造调试结束且相关设备投入正常后, 再进入下一座灰 库控制系统的改造, 从而不影响机组的安全运行。 5. 本技术方案的优点 1) 可以在机组不停役的情况下实施改造方案, 从而使改造工作 不影响电厂的经济效益。 2) 在进行控制系统安装调试时, 可以逐座灰库进行, 从而不影响 电厂机组的运行。 6. 实施改造方案的安全注意事项 1) 在施工实施前应充分摸清原PLC控制柜各控制单元的接线情 况 。 2) 在原PLC控制柜进行拆、 接线工作时应做好相临运行设备的 安全措施。 如拆下的线头用绝缘带临时包扎并做好标记, 对运行的 设备作好警告标志等。 3) 在控制电缆施工时应注意对运行设备的保护。 4) 在分系统进行调试时应密切注意对其他运行系统的影响。 7. 结束语 1) 改造后新程序不仅成功地解决了原系统存在的安全隐患, 又 保证和完善了各种联锁保护逻辑 , 并结合上位机组态, 实现更加灵活 的运行方式和更为直观的操作监控。 增加了实时趋势图显示功能、 操作历史查询及历史数据查询功能、 完善了报警系统及增加报警历史 (追忆) 查询功能、 增加了逻辑在线修改、 另外实时逻辑监视使用十 分方便。 2) 成功地解决了原系统存在的安全隐患, 和改造前相比, 改造 后提升灰库控制系统的自动化程度、 大大降低了灰库控制系统的故障 率和潜在危险, 提高了锅炉安全运行的稳定性 , 系统便与升级、 运行 (> 下转第313页) (> > _ 上接第308页) 错内容参见PL C使用手册的错误代码表。 5. C PU出错指示CPU- E 的故障诊断与维修 CPU出错指示灯CPU— E 亮, 表明PL C用户程序的循环执行时间 超过, 可能的原因如下: 1) 由于灰尘、 导电物的进入, 引起的PL C内部工作错误; 2) 由于外部干扰引起的PL C内部工作错误; 3) PL C的功能模块使用过多, 引起PL C用户程序的循环执行时 间超过; 可以通过检查PL C特殊数据寄存器D 8012的内容 , 了解PL C程序 的最长执行时间。 4) 在通电情况下进行了PL C存储器卡的安装与取下操作; 5) PL C硬件存在故障 , 等等。 6. PLC 出错指示E RROR的故障诊断与维修 在部分F X系~qPL C中 (如F x 1S/ 1N、 FX 3U) , PL C未安装单独 的CPU而出错 (CPU- E ) 与程序出错指示灯(PROG— E), 这时, PL C 的出错指示灯ER ROR代表了以上两种指示灯灯亮的情况。 即当PL C 的出错指示灯ERR OR 亮时, 应同时进行以上两方面的检查。 7。 PLC 输入. 输出指示的故障诊断与维修 在诊断PLC输入、 输出指示故障时, 最佳方法是区分究竟是模块 自 身的问题, 还是现场连接的问题。 7. 1PL C输入指示灯用于指示PL C输入信号的状态。 当设备侧输 入信号时, 对应的指示灯亮。 当输入信号时, 如指示灯不亮, 可能的原 因有: 1) 采用汇点输入 (无源) 时, 信号的接触电阻太大或负载过重、 短路引起了PL C内部电源电压的降低与保护, 使得输入电流不足以驱 动PL C的输入接 口电路; 2) 采用源输入 (有源) 时, 因信号的接触电阻太大或输入信号的 电压过低, 使得输入电流不足以驱动PL C的输入接口电路; 3) 输入端子的接触不良或输入连接线连接不良t 4) 当故障发生在扩展单元时, 可能是基本单元与扩展单元间的 连接 不 良; 5) PL G输入接口电路损坏, 等等。 7. 2PL C输出指示灯用于指示PL C输出信号的状态。 当PL C输出 为 “1” 时, 对应的指示灯应亮。 如指示灯不亮, 可能的原因有: 1) 采用汇点输出 (无源) 时, 可能PL C输出接口电路损坏; 2) 采用源输出 (有源) 时, 可能 因输出负载过重、 短路引起PL C 内部电源电压的降低与保护; 3) 当故障发生在扩展单元时, 可能是基本单元与扩展电源间的 连接不良引起的故障; 4) PL C输出接口电路损坏, 等等。 总之故障 自 诊断是PL C系统可维修性设计 的重要方面, 是提高 系统可靠性必须考虑的重要问题 。 PLC有很强的自 诊断能力, 当PL C 出现自身故障或、 外围设备故障, 都可用PL C上具 有的诊断指示功能 的发光二极管的亮、 灭来查找。 参考文献 [ 1】 《 可编程控制 器及其应用》 . 中国劳动社会保 障出版社 , 2 0 0 7 年 4 月第二 版 ; [ 2 】 王建 .《 维修 电工技师国家职业资格证书取证问答》 . 机械 工 业 出版 社 , 2 0 1 O -~F -4月 第一 版 ; 【 5] 《 从入门到精通——三 菱FX2N系列PLC技术与应用》 . 人 民邮 电 出版社 , 2 0 0 7 年9月 第三 版 ; 作者 简介 :陈海芹 ( 1 976. 01) ,女,江苏省连 云港工贸高等 职业技术学校 高级讲师,从事电气自动化控制专业课教 学。