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智能制造對PLC功能的新要求

PLC作為設備和裝置的控制器，除了傳統(tǒng)的邏輯控制、順序控制、運動控制、安全控制功能之外，還承擔著工業(yè)4.0和智能制造賦予的以下任務：

越來越多的傳感器被用來監(jiān)控環(huán)境、設備的健康狀態(tài)和生產(chǎn)過程的各類參數(shù)，這些工業(yè)大數(shù)據(jù)的有效采集，迫使PLC的I/O由集中安裝在機架上，必須轉(zhuǎn)型為分布式I/O。

各類智能部件普遍采用嵌入式PLC，或者微小型PLC，盡可能地在現(xiàn)場完成越來越復雜的控制任務。

應用軟件編程的平臺化，進一步發(fā)展工程設計的自動化和智能化。

大幅提升無縫連通能力，相關的控制參數(shù)和設備的狀態(tài)可直接傳輸至上位的各個系統(tǒng)和應用軟件，甚至送往云端。

概括而言，即滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)采集的需求，就地實時自治控制，編程的自動化和智能化，提升無縫的連通能力。

PLC系統(tǒng)作為工業(yè)控制主力軍的地位會不會因為正在掀起的第四次工業(yè)革命而被逐步替代呢？回答是否定的。同時，這也取決于PLC軟硬件技術(shù)能否快速的進行適應性的轉(zhuǎn)型和升級。事實上，PLC的軟件技術(shù)以PLCopen為先導，一直在為滿足工業(yè)4.0和智能制造日益清晰的要求做準備。圖1所表述的是PLCopen歷年來所開發(fā)的各種規(guī)范在工業(yè)4.0參考架構(gòu)模型（RAMI4.0）相應維度和層級中的位置，可以明顯地看到，PLCopen國際組織長期以來為提高自動化效率所做的工作。

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斷路器的分類

（3）框架式斷路器

框架斷路器也稱為式斷路器，其所有零件都裝在一個絕緣的金屬框架內(nèi)，常為開啟式，可裝設多種附件，更換觸頭和部件較為方便，多用在電源端總開關。過電流脫扣器有電磁式，電子式和智能式脫扣器等幾種。斷路器具有長、短、瞬時及接地故障四段保護，每種保護整定值均根據(jù)其殼架等級在一定范圍內(nèi)調(diào)整。

框架斷路器適用交流50Hz，額定電壓380V、660V，額定電流為200A-6300A的配電網(wǎng)絡中,主要用來分配電能和保護線路及電源設備免受過載、欠電壓、短路，單相接地等故障的危害，該斷路器具有多種智能保護功能，可做到選擇性保護。在正常的條件下，可作為線路的不頻繁轉(zhuǎn)換之用。1250A以下的斷路器在交流50Hz電壓380V 的網(wǎng)絡中可用作保護電動機的過載和短路。

框架式斷路器還經(jīng)常應用于變壓器400V側(cè)出線總開關、母線聯(lián)絡開關、大容量饋線開關和大型電動機控制開關。

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PLC控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)和故障類型

PLC控制系統(tǒng)主要由輸入部分、CPU、采樣部分、輸出控制和通訊部分組成，如圖1所示。輸入部分包括控制面板和輸入模板；采樣部分包括采樣控制模板、AD轉(zhuǎn)換模板和傳感器；CPU作為系統(tǒng)的核心，完成接收數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，輸出控制信號；輸出部分有的系統(tǒng)用到DA模板，將輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬量信號，經(jīng)過功放驅(qū)動執(zhí)行器；大多數(shù)系統(tǒng)直接將輸出信號給輸出模板，由輸出模板驅(qū)動執(zhí)行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機組成。

因為PLC本身的故障可能性，系統(tǒng)的故障主要來自外圍的元部件，所以它的故障可分為如下幾種

（1）輸入故障，即操作人員的操作失誤；

■傳感器故障；

■執(zhí)行器故障；

■PLC軟件故障

這些故障，都可以用合適的故障診斷方法進行分析和用軟件進行實時監(jiān)測，對故障進行預報和處理。

故障的宏觀診斷就是根據(jù)經(jīng)驗，參照發(fā)生故障的環(huán)境和現(xiàn)象來確定故障的部位和原因。PLC控制系統(tǒng)的故障宏觀診斷方法如下：

■是否為使用不當引起的故障，如屬于這類故障，則根據(jù)使用情況可初步判斷出故障類型、發(fā)生部位。常見的使用不當包括供電電源故障、端子接線故障、模板安裝故障、現(xiàn)場操作故障等。

■如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或系統(tǒng)運行時間較長所引發(fā)的故障。對于這類故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實際過程相連的傳感器、檢測開關、執(zhí)行機構(gòu)和負載是否有故障：然后檢查PLC的I/O模板是否有故障：后檢查PLC的CPU是否有故障。

■在檢查PLC本身故障時，可參考PLC的CPU模板和電源模板上的指示燈。

■采取上述步驟還檢查不出故障部位和原因，則可能是系統(tǒng)設計錯誤，此時要重新檢查系統(tǒng)設計，包括硬件設計和軟件設計。

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