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[摘 要]针对制丝线PLC的停机故障，通过深入分析AB品牌的PLC停机原因，从硬件及软件方面提出解决措施，从而提高PLC控制系统的可靠性。对于提高生产效率及其产品质量有着重大的意义。作者希望通过本文，能给同行业提供有利的帮助。
[关键词]PLC 停机 故障 措施
中图分类号：TU655 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0290-01
1、前言
随着科技的进步和各个卷烟企业自主创新的增强，各个卷烟厂特别是制丝线都采用了PLC控制技术，多采用西门子公司的控制器，AB公司的控制器主要用于电子皮带秤，机电人员接触较少。然而由于大容量的断路器的投入闭合，电网电压的波动，信号线、通讯电缆的屏蔽和布线不良，接地点电位偏移等原因，PLC可能发生各种各样的停机故障，导致不能正常工作，影响生产的连续性及产品质量。
2、PLC系统的概述及其故障分析
PLC的故障诊断技术是指根据PLC当前的工作状态、各运算寄存器的相应标志位、控制程序、通信过程、电源及各部件的监测并结合系统自检判断出故障与否，在故障时给出故障诊断，同时迫使PLC进人故障处理程序的方法和过程。
首先是对其分类：
按照PLC工作过程对故障分类，包括：上电故障，故障码为（0001H一0009H）；转入运行故障，故障码为（0010H一0019H）；运行故障，故障码为（001FH一002FH）；电气技术人员指令故障，故障码为（0030H一0038H）等四种故障。按照故障的可恢复性来分类，包括：非电气技术人员故障（Non—User）、永久故障（Non—Recover）、可恢复故障（Recover）。
下面将以AB公司COMPACTLogix系列PLC为例对故障诊断技术进行分析。非电气技术人员故障是由于多种原因导致终止执行电气技术人员程序而造成的。在这种情况下PLC系统不会执行错误处理子程序。同时可能意味着电气技术人员程序可能遭到破坏；永久故障一般为不可恢复故障，此时PLC系统会转到错误处理子程序，但系统无法清除故障（故障源，故障码均不能被清除）。可恢复故障发生时，PLC系统将执行错误处理子程序，电气技术人员可在错误处理子程序中清除故障源和故障码，从而恢复系统运行。
针对不同性质的故障，故障诊断技术提供了不同的处理过程和处理方法。如参数溢出、通信中断等故障可由软件直接清除，然后在下次扫描中自动恢复运行，对系统的运行几乎不造成影响：然而像控制程序被干扰甚至被冲掉的故障，则必须借助其他器件才能恢复运行。对于由于器件损坏而产生的故障，则系统只有在等到器件更换后才能恢复正常。故障诊断技术还同时规定了只有在排除故障原因之后，才能清除故障码和特定状态寄存器，然后由系统自动恢复运行或系统重新上电恢复运行：而且故障处理程序必须为特定的子程序，有着其独特的执行顺序。
3、解决措施
PLC故障处理方法如果发生了特定的故障（非电气技术人员故障除外）则中断主程序，运行控制程序的故障处理子程序。通常PLC不会运行电气技术人员程序的故障处理程序，只有当永久故障或可恢复性故障发生时才会停止主程序跳到电气技术人员程序的故障处理程序。下图描述了可能发生这种中断的几个阶段：
如果PLC发生了永久故障，则PLC将在“执行程序”阶段终止电气技术人员程序的主程序，转入执行电气技术人员程序的故障处理子程序且只会执行一次，然后PLC维持故障，直到故障清除。如果PLC捕捉到可恢复故障，则PLC暂停执行电气技术人员程序的主程序，转入执行电气技术人员程序的故障处理子程序，然后继续运行电气技术人员程序的主程序；若在最后一条指令（end）执行前故障没有被清除则PLC维持故障。当PLC维持故障时，PLC不会执行电气技术人员程序。对于非电气技术人员故障，PLC不执行故障处理子程序。所以对于永久故障我们可以在故障处理子程序启动MSG指令，用来通知网络中的其他节点，或启动备用系统。对于可恢复故障，可以在故障处理予程序排除故障原因，清除故障标志从而恢复运行。而对于非电气技术人员故障，我们可以利用PLC的自动重装载技术恢复系统，同时根据发生故障的原因有针对性的进行处理。
3.1 上电故障的处理办法
上电故障主要为非电气技术人员故障，通常采取增添隔离变压器，采取二级过压保护，使用单独UPS供电或更换器件等；同时利用自动重装载功能，在系统软件无法恢复的情况下EEPROM自动重新装载控制程序及数据，从而恢复系统运行。例如，某CPU1747一L541的程序被冲掉，甚至P2电源损坏。通过PLC的诊断系统，我们发现故障码为0002H，故障类型为上电故障。故障描述为硬件狗异常超时。故障产生的可能原因为大地干扰、闪电、接地不良、缺少浪涌抑制器等。同时参考针对工业现场故发生的情况和事后的故障分析。
3.2 可恢复性故障的处理办法
可恢复故障发生时，PLC将中断主程序，转到电气技术人员程序的错误处理子程序。如果在错误处理子程序中清除了故障源和故障标志，则PLC将继续执行主程序；如果电气技术人员没有能够清除相应故障，则PLC将停止运行主程序，显示故障状态。由此，电气技术人员必须在错误处理子程序中根据相应的故障码，进行相应的处理。在程序使用计数器、模拟量的计算、定时器、表达式等操作时，就要特别注意对溢出错误的处理。
3.3 其他故障的处理方法
当永久故障发生时，电气技术人员的故障处理子程序将执行一次，然后PLC停止执行电气技术人员程序。所以电气技术人员程序的故障处理子程序监测到发生该类故障时，可以把系统中重要的数据捆装成一个数据包。启动MSG指令发送给其他节点。这样可以让备用的PLC系统投入运行，或通知其他相关的节点，从而保证系统的可靠性。对于I/0故障，電气技术人员一般可以先舍弃发生故障的通道或模块，维持系统的最小化运行；通过报警的方法提示操作人员那部分模块有故障，以便更换相应的模块。当故障模块或故障源处理完毕后，恢复系统的正常工作。对于一些模拟量模块，由于其输入信号的类型可以在线设定为电流、电压，则其发生故障后，按序排除：输入信号类型是否有误，信号范围是否超过上下限制，选择的控制字是否与操作系统兼容等。
4、结束语
通过PLC自身的故障诊断系统，电气技术人员可以有针对性的进行软件硬件处理：电气技术人员可以通过自己的报警系统，在系统发生故障前提示操作人员，排除可能发生故障的因素，这些都可以提高系统可靠性。本文从故障诊断技术的角度对提高系统的可靠性进行分析，但是系统的可靠性，抗干扰能力，自恢复、诊断能力等是一个复杂的问题，必须综合考虑。
参考文献
[1] AB编程软件使用手册，2010，10.
[2] 廖常初，大中型PLC应用教程，机械工业出版社2009，12.
[3] 何建平，可编程序控制器及应用，重庆大学出版社2011，02.
[关键词]PLC 停机 故障 措施
中图分类号：TU655 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0290-01
1、前言
随着科技的进步和各个卷烟企业自主创新的增强，各个卷烟厂特别是制丝线都采用了PLC控制技术，多采用西门子公司的控制器，AB公司的控制器主要用于电子皮带秤，机电人员接触较少。然而由于大容量的断路器的投入闭合，电网电压的波动，信号线、通讯电缆的屏蔽和布线不良，接地点电位偏移等原因，PLC可能发生各种各样的停机故障，导致不能正常工作，影响生产的连续性及产品质量。
2、PLC系统的概述及其故障分析
PLC的故障诊断技术是指根据PLC当前的工作状态、各运算寄存器的相应标志位、控制程序、通信过程、电源及各部件的监测并结合系统自检判断出故障与否，在故障时给出故障诊断，同时迫使PLC进人故障处理程序的方法和过程。
首先是对其分类：
按照PLC工作过程对故障分类，包括：上电故障，故障码为（0001H一0009H）；转入运行故障，故障码为（0010H一0019H）；运行故障，故障码为（001FH一002FH）；电气技术人员指令故障，故障码为（0030H一0038H）等四种故障。按照故障的可恢复性来分类，包括：非电气技术人员故障（Non—User）、永久故障（Non—Recover）、可恢复故障（Recover）。
下面将以AB公司COMPACTLogix系列PLC为例对故障诊断技术进行分析。非电气技术人员故障是由于多种原因导致终止执行电气技术人员程序而造成的。在这种情况下PLC系统不会执行错误处理子程序。同时可能意味着电气技术人员程序可能遭到破坏；永久故障一般为不可恢复故障，此时PLC系统会转到错误处理子程序，但系统无法清除故障（故障源，故障码均不能被清除）。可恢复故障发生时，PLC系统将执行错误处理子程序，电气技术人员可在错误处理子程序中清除故障源和故障码，从而恢复系统运行。
针对不同性质的故障，故障诊断技术提供了不同的处理过程和处理方法。如参数溢出、通信中断等故障可由软件直接清除，然后在下次扫描中自动恢复运行，对系统的运行几乎不造成影响：然而像控制程序被干扰甚至被冲掉的故障，则必须借助其他器件才能恢复运行。对于由于器件损坏而产生的故障，则系统只有在等到器件更换后才能恢复正常。故障诊断技术还同时规定了只有在排除故障原因之后，才能清除故障码和特定状态寄存器，然后由系统自动恢复运行或系统重新上电恢复运行：而且故障处理程序必须为特定的子程序，有着其独特的执行顺序。
3、解决措施
PLC故障处理方法如果发生了特定的故障（非电气技术人员故障除外）则中断主程序，运行控制程序的故障处理子程序。通常PLC不会运行电气技术人员程序的故障处理程序，只有当永久故障或可恢复性故障发生时才会停止主程序跳到电气技术人员程序的故障处理程序。下图描述了可能发生这种中断的几个阶段：
如果PLC发生了永久故障，则PLC将在“执行程序”阶段终止电气技术人员程序的主程序，转入执行电气技术人员程序的故障处理子程序且只会执行一次，然后PLC维持故障，直到故障清除。如果PLC捕捉到可恢复故障，则PLC暂停执行电气技术人员程序的主程序，转入执行电气技术人员程序的故障处理子程序，然后继续运行电气技术人员程序的主程序；若在最后一条指令（end）执行前故障没有被清除则PLC维持故障。当PLC维持故障时，PLC不会执行电气技术人员程序。对于非电气技术人员故障，PLC不执行故障处理子程序。所以对于永久故障我们可以在故障处理子程序启动MSG指令，用来通知网络中的其他节点，或启动备用系统。对于可恢复故障，可以在故障处理予程序排除故障原因，清除故障标志从而恢复运行。而对于非电气技术人员故障，我们可以利用PLC的自动重装载技术恢复系统，同时根据发生故障的原因有针对性的进行处理。
3.1 上电故障的处理办法
上电故障主要为非电气技术人员故障，通常采取增添隔离变压器，采取二级过压保护，使用单独UPS供电或更换器件等；同时利用自动重装载功能，在系统软件无法恢复的情况下EEPROM自动重新装载控制程序及数据，从而恢复系统运行。例如，某CPU1747一L541的程序被冲掉，甚至P2电源损坏。通过PLC的诊断系统，我们发现故障码为0002H，故障类型为上电故障。故障描述为硬件狗异常超时。故障产生的可能原因为大地干扰、闪电、接地不良、缺少浪涌抑制器等。同时参考针对工业现场故发生的情况和事后的故障分析。
3.2 可恢复性故障的处理办法
可恢复故障发生时，PLC将中断主程序，转到电气技术人员程序的错误处理子程序。如果在错误处理子程序中清除了故障源和故障标志，则PLC将继续执行主程序；如果电气技术人员没有能够清除相应故障，则PLC将停止运行主程序，显示故障状态。由此，电气技术人员必须在错误处理子程序中根据相应的故障码，进行相应的处理。在程序使用计数器、模拟量的计算、定时器、表达式等操作时，就要特别注意对溢出错误的处理。
3.3 其他故障的处理方法
当永久故障发生时，电气技术人员的故障处理子程序将执行一次，然后PLC停止执行电气技术人员程序。所以电气技术人员程序的故障处理子程序监测到发生该类故障时，可以把系统中重要的数据捆装成一个数据包。启动MSG指令发送给其他节点。这样可以让备用的PLC系统投入运行，或通知其他相关的节点，从而保证系统的可靠性。对于I/0故障，電气技术人员一般可以先舍弃发生故障的通道或模块，维持系统的最小化运行；通过报警的方法提示操作人员那部分模块有故障，以便更换相应的模块。当故障模块或故障源处理完毕后，恢复系统的正常工作。对于一些模拟量模块，由于其输入信号的类型可以在线设定为电流、电压，则其发生故障后，按序排除：输入信号类型是否有误，信号范围是否超过上下限制，选择的控制字是否与操作系统兼容等。
4、结束语
通过PLC自身的故障诊断系统，电气技术人员可以有针对性的进行软件硬件处理：电气技术人员可以通过自己的报警系统，在系统发生故障前提示操作人员，排除可能发生故障的因素，这些都可以提高系统可靠性。本文从故障诊断技术的角度对提高系统的可靠性进行分析，但是系统的可靠性，抗干扰能力，自恢复、诊断能力等是一个复杂的问题，必须综合考虑。
参考文献
[1] AB编程软件使用手册，2010，10.
[2] 廖常初，大中型PLC应用教程，机械工业出版社2009，12.
[3] 何建平，可编程序控制器及应用，重庆大学出版社2011，02.