西门子PLC 6ES7232-4HB32-0XB0信号板模块

１．短路保护
当PLC输出设备短路时，为了避免PLC内部输出元件损坏，应该在PLC外部输出回路中装上熔断器，进行短路保护。好在每个负载的回路中都装上熔断器。
2. 互锁与联锁措施
除在程序中保证电路的互锁关系，PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施，以确保系统安全可靠地运行，如电动机正、反转控制，要利用接触器KM1、KM2常闭触点在PLC外部进行互锁。在不同电机或电器之间有联锁要求时，好也在PLC外部进行硬件联锁。采用PLC外部的硬件进行互锁与联锁，这是PLC控制系统中常用的做法。
3．失压保护与紧急停车措施
PLC外部负载的供电线路应具有失压保护措施，当临时停电再恢复供电时，不按下“启动”按钮PLC的外部负载就不能自行启动。这种接线方法的另一个作用是，当特殊情况下需要紧急停机时，按下“停止”按钮就可以切断负载电源，而与PLC毫无关系。
五、必要的软件措施
有时硬件措施不一完全干扰的影响，采用一定的软件措施加以配合，对提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性起到很好的作用。
1. 开关量输入信号抖动
在实际应用中，有些开关输入信号接通时，由于外界的干扰而出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成什么影响，但在PLC系统中，由于PLC扫描工作的速度快

PLC系统故障分类和故障诊断
故障的分类
1．外部设备故障
外部设备就是与实际过程直接联系的各种开关、传感器、执行机构、负载等。这部分设备发生故障，直接影响系统的控制功能。
2．系统故障
这是影响系统运行的全局性故障。系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。
故障发生后，可重新启动使系统恢复正常，则可认为是偶然性故障。
重新启动不能恢复而需要更换硬件或软件，系统才能恢复正常，则可认为是固定故障。
3．硬件故障
这类故障主要指系统中的模板（特别是I/O模板）损坏而造成的故障。这类故障一般比较明显，影响局部。
4．软件故障
软件本身所包含的错误，主要是软件设计考虑不周，执行中一旦条件满足就会引发。在实际工程应用中，由于软件工作复杂、工作量大，因此软件错误几乎难以避免。
对于可编程控制器组成的控制系统而言，绝大部分故障属于上述四类故障。根据这一故障分类，可以帮助分析故障发生的部位和产生的原因。

通信功能
现在的PLC能够支持多种通信协议。比如现在比较流行的工业以太网等
对通信有特殊要求的用户
对于一个大型企业系统，应尽量做到机型统一。这样，同一机型的ＰＬＣ模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，因此，配以上位计算机后即可把控制各独立系统的多台ＰＬＣ联成一个多级分布式控制系统，这样便于相互通信，集中管理。
２　输入／输出的选择
ＰＬＣ是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过Ｉ／Ｏ接口模块来实现的。
通过Ｉ／Ｏ接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制信息对被控对象进行控制。同时通过Ｉ／Ｏ接口模块将控制器的处理结果送给被控设备或工业生产过程，从而驱动各种执行机构来实现控制。ＰＬＣ从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离，为了确保这些信息的正确无误，ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，一般情况下，ＰＬＣ都有许多Ｉ／Ｏ接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及其它一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
２．１ 确定Ｉ／Ｏ点数
根据控制系统的要求确定所需要的Ｉ／Ｏ点数时应再增加１０％～２０％的备用量，以便随时增加控制功能。对于一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，Ｉ／Ｏ点数也应有所不同。
表２列出了典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的Ｉ／Ｏ点数。
表2 典型传动设备及常用电气元件所需的开关量的I/O点数
通过标准的输入／输出接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开／关）设备（如指示灯、报好器、电动机起动器等）接收信号。典型的交流输入／输出信号为２４～２４０Ｖ，直流输入／输出信号为５～２４０Ｖ。

变频器出现“OVERCURRENT”故障，分析其产生的原因，从两方面来考虑：一是外部原因； 二是变频器本身的原因。

一、外部原因：

1、电机负载突变，引起的冲击过大造成过流。

2、电机和电机电缆相间或每相对地的绝缘破坏，造成匝间或相间对地短路，因而导致过流。

3、过流故障与电机的漏抗，电机电缆的耦合电抗有关，所以选择电机电缆一定 按照要求去选。

4、在变频器输出侧有功率因数矫正电容或浪涌吸收装置。

5、当装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时，也会引起过流，检查 编码器和其电缆。

二、变频器本身的原因：

1、参数设定问题：例如加速时间太短，PID调节器的比例P、积分时间I参数不合理，超调过大,造成变频器输出电流振荡。

2、变频器硬件问题：

（1）电流互感器损坏，其现象表现为，变频器主回路送电，当变频器未起动时 ,有电流显示且电流在变化，这样可判断互感器已损坏。

（2）主电路接口板电流、电压检测通道被损坏，也会出现过流。电路板损坏可能是：

• 由于环境太差，导电性固体颗粒附着在电路板上，造成静电损坏。或者 有腐蚀性气体，使电路被腐蚀。

• 电路板的零电位与机壳连在一起，由于柜体与地角焊接时，强大的电弧 ，会影响电路板的性能。

• 由于接地不良，电路板的零伏受干扰，也会造成电路板损坏。

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西门子S7-1200PLC   产品简介：

SIMATIC S7-1200 控制器具有以下特点：易于上手：专门的入门套件（其中包括仿真器和文档），便于熟悉设备的使用。操作简单：功能强大的标准指令，易于使用，用户友好的编程软件，可降低编程成本。实时性能：特殊中断功能、高速计数器和脉冲输出，适用于对时间要求严格的应用。

对过程或机器进行分区：将过程或机器划分为彼此独立的部分。 这些分区会确定控制器之间的边界，并影响功能描述规范和资源的分配。

创建功能规范：写下过程或机器的每一部分（如 I/O 点）的操作说明、操作的功能描述、在允许进行每个执行器（如螺线管、电机或驱动器）的操作之前必须实现的状态、操作员界面的描述以及过程或机器其它部分的任何接口。

设计安全电路：出于安全考虑，标识任何可能需要硬接线逻辑的设备。 请记住，控制设备在不安全方式下可能会出现故障，可能会造成意外启动或机械运转变化。 其中意外或错误的机械运转可能会导致人员的身体伤害或重大的财产损失，请考虑实施机电替代装置（其独立于 PLC 运行）以防止不安全的运行。 

安全电路的设计中应包含以下任务：标识任何可能造成危险的不正确或意外的执行器操作；标识可确保操作不危险的条件，并确定如何独立于 PLC 检测这些条件；标识上电和断电时 PLC 如何影响过程，并标识检测错误的方式和时间。 此信息仅用于设计正常和预期的异常操作。 出于安全考虑，不应依赖此方案；设计可独立于 PLC 来阻止危险运行的手动或机电安全替代装置；从独立于 PLC 的电路提供相应状态信息，以便程序和任何操作员界面具有必要的信息；标识针对过程安全运行的任何其它安全相关要求。

传感器和执行器的直接连接：高达14位的分辨率和不同的输入/输出范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器和执行器。灵活性：如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

模拟量信号模块可以提供输入信号，或等待表示电压范围或电流范围的输出值。这些范围是 ±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 - 20 mA。模块返回的值是整数值，其中，0 到 27648 表示电流的额定范围，-27648 到 27648 表示电压的额定范围。任何该范围之外的值即表示上溢或下溢。有关超出范围值的类型的详细信息，请参见模拟量输入表示法和模拟量输出表示法表格。在控制程序中，很可能需要以工程单位使用这些值，例如表示体积、温度、重量或其它数量值。要以工程单位使用模拟量输入，必须首先将模拟值标准化为由 0.0 到 1.0 的实数（浮点）值。然后，必须将其标定为其表示的工程单位的最小值和。对于要转换为模拟量输出值的以工程单位表示的值，应首先将以工程单位表示的值标准化为 0.0 和 1.0 之间的值，然后将其标定为 0 到 27648 之间或 -27648 到 27648 之间（取决于模拟模块的范围）的值。STEP 7 为此提供了 NORM_X 和 SCALE_X 指令。还可以使用 CALCULATE 指令来标定模拟值。

通信模块，可用于：通过点对点连接实现串行数据交换，针对 RS232 和 RS485 的物理传输特性，提供两个版本可供使用；PROFIBUS 接口；连接到工业以太网接口；连接到 GSM/GPRS 手机网络。作为单独模块的通讯模块，可与所有SIMATIC S7-1200 CPU 配合使用；信号板适合插到空间受限的CPU上，可与所有 SIMATIC S7-1200 CPU配合使用。

TIA Portal、CPU 和 HMI（使用 GET/PUT 的 HMI 除外）均采用安全通信，可防止重放攻击和“中间人”攻击。 启用这种通信后，将以纯文本形式交换签名消息，这种方式允许攻击者读取数据，但可避免未经授权的数据写入操作。 TIA Portal（而非通信过程）将对受专有技术保护的块中的数据进行加密。