PLC控制柜的组成部分

1、空开：一个总的空气开关，这个是整个柜体的电源控制。相信每个柜子都必须要有的一个东西。

2、PLC：这个要根据工程需要选择。打个比方如果工程小可以直接就是一个一体化的PLC 但如果工程比较大 可能就需要模块、卡件式的，同时还可能需要冗余（也就是两套交替使用）。

3、24VDC的电源：一个24VDC的开关电源，大多数的PLC都是自带24VDC的电源，根据是否确实需要来定是否要这个开关电源。

4、继电器：一般PLC是可以直接将指令发到控制回路里，但也可能先由继电器中转。

打个比方，如果你PLC的输出口带电是24VDC的，但是你的控制回路里画的图 需要PLC供的节点却是220VAC的，那么你就必须在PLC输出口加上一个继电器，即指令发出时 继电器动作，但后让控制回路的节点接到继电器的常开或常闭点上。也是根据情况选择是否使用继电器。

5、接线端子：这个肯定是每个柜子都必不可少的东西 根据信号数量可以配置。如果只是一个单纯的PLC控制柜 基本就是需要这些玩意，如果你的控制柜内还需要有其他的东西 就看情况增加。比方说你有可能要对某些现场的仪表或者小控制箱供电，可能你就得要增加空开数量。或者你要PLC接至上位机，可能就需要增加交换机什么的。视情况而定。

PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，实现网络功能，性能稳定、可扩展、抗干扰强等特点，是现代工业的核心。

可以根据用户需求量身设计PLC控制柜、变频柜等，满足用户要求，并可搭配人机界面触摸屏，达到轻松操作的目的。设备更可与dcs总线上位机 modbus、profibus等通讯协议的数据传输；工控机、以太网等实现的控制和监控。

PLC应用领域

典型应用：水处理、恒压供水、空压机、风机水泵、中央空调、港口机械、机床、锅炉、造纸机械、食品机械等等。

PLC控制柜概述

PLC综合控制柜具有过载、短路、缺相保护等保护功能。它具有结构紧凑、工作稳定、功能齐全。可以根据实际控制规摸大小，进行组合，既可以实现单柜自动控制，也可以实现多柜通过工业以太网或工业现场总线网络组成集散（DSC）控制系统。 PLC控制柜能适应各种大小规模的工业自动化控制场合。广泛应用在电力、冶金、化工、造纸、环保污水处理等行业中。

PLC控制柜使用条件

供电电源：DC直流24V，两相交流220v，（-10%，+15%），50HZ

防护等级：IP41或IP20

环境条件：环境温度在0℃-55℃，防止太阳光直接照射；空气的相对湿度应小于85%（无凝露）。远离强烈的震动源，防止震动频率为10-55HZ的频繁或连续震动。避免有腐蚀和易ran的气体。

基本结构

可编程逻辑控制器实质是一种专用于工业控制的计算机， 其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

1、电源

可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

2、中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中shu。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

3、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

4、输入输出接口电路

1)、现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。

2)、现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

5、功能模块

如计数、定位等功能模块。

6、通信模块

工作原理：当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

1)、输入采样阶段

在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

2)、用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

3)、输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。

可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点：

1、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。

2、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

3、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

检查PLC常见故障是软件和硬件两大部分。建议先做一个PLC初步检查，判断PLC故障的大致范围，然后逐步缩小检查范围，直至查出具体的故障点，确定了故障的大致范围后，可以着手进行详细的PLC常见故障维修检查和处理。

1、PLC输入、输出设备的故障检查及处理

检查和处理输入和输出设备故障是PLC系统维修的主要工作之一。

①PLC输入设备的检查及处理

由于现场环境的原因，输入设备的电气元器件及连接电路易出现故障，如开关、接触器、传感器等，一是元器件本身有故障，开关、继电器、接触器的触点易打火或氧化，出现烧坏或接触不良的故障，传感器的输出信号不稳定或失灵等；二是连接线路的故障，如短路、断路，线路的绝缘下降而接地，接线端氧化或锈蚀出现接触不良。以上故障通过观察或用万用表测量，大多能发现问题，对症处理即可。

②PLC输出设备的检查及处理

首先将执行机构切至“硬操”控制状态，手动操作，观察执行机构能否正确动作。如果“硬操”不正常，应检査执行机构电气控制部分是否正常，执行机构是否卡滞，电动机、继电器、电磁阀、电动调节阀动作是否灵活。“硬操”正常，再切至“软操”，用输入信号操作来判断故障的部位。检査故障时除考虑器件本身的因素，还应检查故障是否由外部原因造成，中压自动化控制柜，负载过大，机械卡滞出现的过流对电气触点的影响或损坏。

2、PLC输入、输出接口电路的故障检查及处理

PLC的I/O是CPU与外部控制对象沟通信息的通道，能否正常工作，除了和输入、输出设备有关，还与连接导线、接线端子、熔丝等元件的状态有关，也是PLC使用中易出现故障的环节，I/0检查流程如图2所示。

图2 PLC系统I/O检查流程示意图

由于I/O故障极易发生，以PLC输入、输出端子排列示意图(图3)为例对故障检査方法作介绍。

图3 PLC输入、输出端子排列示意图

①输入回路的检查及处理

判断某只按钮SB、限位开关、触点等输入回路的好坏时，可在PLC非运行状态下，送电后按下任一个输入触点，使对应的PLC输入点与公共端COM被短接，触点对应的输入指示灯会亮，说明该触点及线路正常。指示灯不亮，有可能是该触点损坏，连接导线接触不良，或者断路。

如果触点是好的，可用一根电线把要检查的PLC输入点与公共端COM短接，如果指示灯亮，说明线路有故障；指示灯不亮，说明此输入点已损坏。操作时要小心，软启动自动化控制柜，不要碰到220V或110V输入端子上。

还可用万用表直流电压挡测量PLC输入端与COM端的电压来判断故障。PLC输入端与COM两端子未短接时，相当于无信号输入，大多数PLC两端子之间电压应为24V，有信号输入时，两端子之间电压应为0V。用万用表的直流电流挡，测量任一个输入端与COM端子的电流，两端子内部输入电路正常时，该通道的对应指示灯会亮，电流应在7-10mA左右，大于10mA或小于3mA，说明端子内部已损坏，该PLC需要更换或维修。

②PLC输出回路的检查及处理

PLC输出用得duo的是继电器触点输出型，只有在运行状态PLC的输出端子才有开关信号输出，相应输出端子的输出指示灯也同步点亮。脱开与外部负载电路的连接，相应端子指示灯点亮时，用万用表电阻档测量输出端子与COMx端子之间电阻值接近0Ω，说明端子内部电路处于接通状态。在非输出状态下，输出端子与COMx之间的电阻值应为无穷大。

如果PLC输出指示灯亮，所对应的电磁阀、接触器不会动作，先检查外部负载电路的供电电源是否正常；可用电笔测对应输出点的公共端子COMx，电笔不亮，对应的熔丝熔断或电源有故障。电笔亮，说明电源正常。可能是电磁阀、接触器、线路有故障。排除电磁阀，接触器、线路故障后，仍不正常，就用一根电线，一端接对应的输出公共端，另一端接触所对应的PLC输出点，如果电磁阀等仍不动作，说明输出线路有故障。电磁阀能动作，问题在PLC输出点。用万用表电压挡测量PLC输出端子与公共端COMx之间的电压应为0V。在非输出状态，即端子指示灯不亮时，输出端子与公共端COMx之间的电压值，应为外部负载电路供电电压值，说明PLC输出点正常，故障点在外围。

在信号输出状态下，输出端子电阻应为无穷大，或电压值为外部负载供电电压值；在非输出状态下，输出端子出现一定电阻值或处于短路状态，输出端子间电压值低于供电电压值或为0V，说明端子内部电路已经损坏，需要进行更换。

有时PLC输出指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器能动作，有可能是此输出点的触点粘连断不开，把此输出点的接线拆下，用万用表测量输出点与公共端COMx的电阻值，电阻值较小输出触点已坏，电阻无穷大触点是好的，可能是对应输出指示灯损坏。

3、PLC系统故障检查及处理

①PLC硬件故障的检查及处理

PLC的硬件故障应具有持续性和再现性的特点。因此，通断几次电源或执行几次复位操作后，故障现象仍然相同，可用备件替换来判断是不是硬件的故障。故障不再出现说明不是硬件问题，可能是瞬时供电波动或电磁干扰所致。

PLC硬件故障大多是电子元件质量不稳定或现场环境恶劣引发的，如电子元器件损坏使PLC不能正常工作，外部电压过高使电子元件损坏等；PLC系统rong易出现故障的部件是电源部件和I/O模块，电源部件出现故障会使PLC停止工作，检查电源应从外部电源开始，然后检查主机电源、扩展单元电源、传感器电源、执行器电源。电源有故障明显的就是电源指示灯不亮，先检查电源是否已连接，用万用表测量电源端是否有电压，电压是否正常，观察电源端接线是否有松动，必要时应紧固螺钉，如果测量有电压但PLC的电源指示灯仍不亮，只有更换电源单元。

②PLC软件故障的检查及处理

PLC大多有自诊断功能，出现模块功能错误时往往会报警，有的还能按预定程序做出反应，可通过观察PLC显示内容：观察电源、RUN、输入输出模块指示灯等显示来判断。电源正常，各指示灯也指示正常，如果输入信号正常，但系统功能不正常，如无输出或程序动作出现混乱时，可按先易后难、先软后硬的原则，先检查应用程序是否出现问题，可采用程序逻辑推断进行检查，先阅读梯形图大概了解设备工艺或操作过程;然后根据输入输出对应表及输入输出逻辑功能表，再采用反向检查法，从故障点查到PLC的对应输出继电器，反查满足其动作的逻辑关系。经验表明，查到有问题处，基本就可以排除故障了，因为设备同时有两个或两个以上的故障点是不常见的。

应用程序储存在PLC的RAM中，其具有掉电易失的缺点，当后备电池耗净或后备供电系统发生故障时，应用程序就可能出现紊乱或丢失的情况，有时过强的电磁干扰也会引发应用程序出错，如雷电的影响。应用程序出故障，只有重新装载应用程序，因此，备份和保管好应用程序是PLC维修工作重要的一个环节。

　一、查找故障的设备

　　 PLC的指示灯及机内设备，有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具，他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态，当您去查找PLC为核心的控制系统的故障时，作为一个习惯，您应带一个编程器或笔记本。

　　二、基本的查找故障顺序

　　提出下列问题，并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换各种模块，直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成。 除了一把螺丝刀和一个万用电表外，并不需要特殊的工具，不需要示波器，精密电压表或特殊的测试程序。

　　1、PWR（电源）灯亮否？

　　如果不亮，在采用交流电源的框架的电压输入端（98-162VAC或195-252VAC）检查电源电压；对于需要直流电压的框架， 测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压，如果不是合适的AC或DC电源，则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常，但PWR灯不亮，检查保险丝， 如必要的话，就更换CPU框架。

　　2、PWR（电源）灯亮否？

　　如果亮，检查显示出错的代码，对照出错代码表的代码定义，做相应的修正。

　　3、RUN（运行）灯亮否？

　　如果不亮，检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置，或者是不是程序出错。如RUN灯不亮，而编程器并没插上，或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码，则需要更换CPU模块。

　　4、BATT（电池）灯亮否？

　　如果亮，则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号，即使电池电压过低，程序也可能尚没改变。更换电池以后， 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错，在完成系统编程初始化后，将录在磁带上的程序重新装入PLC。

　　5、在多框架系统中，如果CPU是工作的，可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态)，按上面讲的第yi步检查AC或DC电源如AC或DC电源正常而继电器是断开的，则需要更换框架。

　　三、一般查找故障步骤

　　 其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤，实际上只是较普通的，对于您遇到的特定的应用问题，尚修改或调整。查找故障的工具就是您的感觉和经验。首先，插上编程器，并将开关打到RUN位置，然后按下列步骤进行。

　　1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方，一般是处于中间状态，则查找引起下一步操作发生的信号（输入，定时器，线川，鼓轮控制器等）。 编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。

　　2、如果输入信号，将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较，结果不一致，则更换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要更换， 那么，在您更换模块之前，应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。

　　3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致，就要比较一下发光二极管与输入装置（按钮、限位开关等）的状态。入二者不同，测量一下输入 模块，如发现有问题，需要更换I/O装置，现场接线或电源；否则，要更换输入模块。

　　5、如信号是线川，没有输出或输出与线川的状态不同，就得用编程器检查输出的驱动逻辑，新密自动化控制柜，并检查程序清单。检查应按从有到左进行， 找出第yi个不接通的触点，如没有通的那个是输入，就按第二和第三步检查该输入点，如是线川，就按第四步和第五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。

　　6、如果信号是定时器，而且停在小于999.9的非零值上，则要更换CPU模块。

　　7、如果该信号控制一个计数器，首先检查控制复位的逻辑，然后是计数器信号。按上述2到5部进行。

　　四、更换系统的步骤

　　1、更换框架

　　（1）切断AC电源 ；如装有编程器，拔掉编程器 。

　　（2）从框架右端的接线端板上，拔下塑料盖板，拆去电源接线。

　　（3）拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话，不要搞乱IU/O的接线，生产自动化控制柜，并记下每个模块在框架中的位置，以便重新插上时不至于搞错。

　　（4）如果CPU框架，拔除CPU组件和填充模块。将它放在安全的地方，以便以后重新安装.

　　（5）卸去底部的二个固定框架的螺丝，松开上部二个螺丝，但不用拆掉。

　　（6）将框架向上推移一下，然后把框架向下拉出来放在旁边。

　　（7）将新的框架 从顶部螺丝上套进去，

　　（8）装上底部螺丝，将四个螺丝都拧紧。

　　（9）插入I/O模块，注意位置要与拆下时一致。

　　如果模块插错位置，将会引起控制系统危险的或错误的操作，但不会损坏模块。

　　（10）插入卸下的CPU和填充模块。

　　（11）在框架右边的接线端上重新接好电源接线，再盖上电源接线端的塑料盖。

　　（12）检查一下电源接线是否正确，然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作，确保所有的I/O模块位置正确，程序没有变化。

　　2、CPU模块的更换

　　（1）切断电源，如插有编程器的话，把编程器拔掉。

　　（2）向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣，使它们脱出卡口。

　　（3）把模快从槽中垂直拔出。

　　（4）首先将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。

　　（5）轻微的晃动CPU模块，使CPU模块对准顶部导槽。

　　（6）把CPU模块插进框架，直到二个弹性锁扣扣进卡口。

　　（7）重新插上编程器，并通电。

　　（8）在对系统编程初始化后，把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。

　　3、I/O模块的更换

　　（1）切断框架和I/O系统的电源。

　　（2）卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。

　　（3）如果CPU上装着EPROM存储器，把EPROM拔下，装在新的CPU上。　

　　（4）垂直向上拔出i/o模块。