浅谈盾构机PLC系统故障处理

2019-09-09王慧庆秦倩云刘建

中国科技纵横 2019年13期

王慧庆秦倩云刘建

摘要：PLC系统（可编程控制器）是一种数字运算操作的电子装置，它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟量输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它是盾构机控制核心部分。所以PLC系统的故障处理对盾构机的正常生产和工作效率的提高及其重要。

关键词：盾构机;数字量;模拟量;通讯;故障

中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）13-0025-02

盾构机PLC（日本三菱系列）系统主要有信号模块、网络模块、CPU模块、功能模块以及相关的电缆、辅材等组成。一般PLC系统出现故障有数字信号故障、模拟量信号故障、通讯信号故障、CPU模块故障等。

1 数字信号故障处理

盾构机上数字输入信号一般有按扭、限位、触点等，可在PLC通电情况下按下按扭（限位、触点等），这时对应的PLC输入点指示灯亮，说明按扭及线路正常。灯不亮，用万用表测量按钮触点上两端的电压，有电压（24VDC）说明按钮坏了，无电压需检查线路、供电模块等。

盾构机上数字输出信号是驱动负载的，主要负载有线圈、阀、指示灯等。若输出信号对应输出点指示灯不亮，检查PLC程序内部逻辑关系，让其条件满足后输出信号灯亮。然后用万用表测量输出负载电压（注意负载的电压），若有电压，输出正常。若无电压，检查线路、保险芯、供电模块、继电器等。

2 模拟信号故障处理

盾构机上模拟量信号有压力、温度、流量、调节阀、比例阀等。模拟量信号有故障时，用万用表检查传感器供电电压是否满足要求，电压不正常检查线路与供电模块等。用万用表检查电流与PLC采集与输出的数值是否一致，若不一致，检查传感器是否损坏。

3 通讯网络故障处理

3.1 CC-LINK网络故障处理

网络图见图1。

3.1.1 观察模块QJ61BT11面板指示灯

（1）ERR为OFF正常;为ON时，说明整个CC-LINK通信有错误;闪烁时，说明CC-LINK网络系统中某个站的通信有错误。利用此指示灯可以判断通信故障是整个网络，还是个别站。整个网络不能通信的原因有：电缆断开，未正确连接终端电阻，设置站号大于64，各个子站和主站的波特率及网络模式设置不同等。（2）LERR該指示灯是主站的通信状态。指示灯为OFF正常;为ON时，表示主机通信错误。当闪烁时，分以下两种情况：①当以固定时间间隔闪烁时，说明在通电时改变了站号或波特率或工作模式开关，只要重新上电或复位即可。②当以不固定的时间间隔闪烁时，可能是未安装终端电阻，模块或CC-LINK电缆受干扰所致。

3.1.2 利用GX-WORKS2软件对故障状态诊断

（1）选择菜单“诊断”→“CC-Link/CC-Link/LT诊断”;（2）在弹出的窗口中点击“数据链接开始”，就可监视本站的通信状况;（3）“线路测试”功能仅能在主站上进行，该测试可以测试网络中各个站点的通信状态。该测试必须在整个通信非错误（模块面板ERR指示灯灭或闪烁）的情况下进行，否则，会出现测试不通。点击“线路测试”，在弹出的“线路测试”窗口中指定测试对象后，再点击“执行测试”后，就会出现各站的连接信息，各个站的通信状态由不同的颜色来标明。红色：异常站。黄色：无效站。绿色：预约站。天蓝色：正常站。如果在执行测试中有故障站，就会弹出“诊断结果”窗口，并给出错误代码，根据错误代码查看手册就可找到故障原因。

3.2 MELSECNET/H网络故障处理

网络图见图2。

3.2.1 观察模块QJ71BR11面板指示灯

（1）ERR.为ON时，发生错误。闪烁，正在测试网络模块时检测到错误。为OFF正常状态。

主要的错误有：1）站号溢出、模式设置出错、设置成禁止使用、运行条件设置出错或安装的CPU类型出错;2）网络中已存在相同编号的站;3）即使网络中已有控制站还是把上位站指定为控制站了;4）无效参数设置，冲突设置;5）从副控制站接收到的参数和上位站保持的参数从控制站接收的不同;6）CPU模块中发生致命错误。

（2）L ERR.为ON时，发生通讯错误，为OFF无通讯错误。

主要错误有：1）CRC异常电缆、噪音等产生的错误;2）OVER在上一个接收数据载入模块之前接收到下一个数据并改写数据时即发生该错误，它由网络模块的接收区中的硬件错误引起;3）AB.IF当指定位数以上的位都在帧中被设置成接收数据间的1时或当接收数据比指定数据长度短时即发生该错误;4）TIME当接力棒传递没有在监视时间内传递到上位站时即发生该错误;5）DATA当接收到异常代码数据时即发生该错误;6）UNDER当没有按固定间隔执行发送数据的内部处理时发生该错误。

处理方法：检查电缆和连接器。连接器脱开或松掉、IN/OUT接头错误、电缆断裂或损坏等。

3.2.2 利用GX-WORKS2软件对故障状态诊断

参照3.1.2项进行。

4 CPU故障处理处理

4.1 观察CPU模块面板指示灯

MODE必须为ON。为OFF或者闪烁时异常，闪烁时I/O强制ON/OFF;

RUN必须为ON。为OFF异常，程序停止运行，程序未启动或与“ERR.”错误有关;

USER必须为OFF。为ON或者闪烁时异常，ON时检测到错误或者报警器，闪烁时执行清除锁存数据操作;

ERR.必须为OFF。为ON或者闪烁时为异常，闪烁是程序与回路有错误，常亮说明有严重错误;

BAT.必须为OFF。为ON时为异常，电池的电压过低，请更换电池。

4.2 利用GX-WORKS2软件对故障状态诊断

（1）与软件进行通讯，诊断→PLC诊断。具体操作见下图3。（2）通过GX-WORKS2软件PLC诊断功能查看故障代码，具体操作见图4，然后在编程手册里找对应的故障代码信息及解决方法。