PLC控制柜（控制变频器和电磁阀的），想知道通常会出现什么故障？

PLC序言

为确保系统的可靠性和安全性，有必要在系统设计前先充分把握设置场所的环境，然后再进行系统的构建。

从根本上讲，有必要将对PLC系统的应力（温度湿度振动冲击腐蚀性气体过电流噪声等）尽量减小。但是，对策实行到什么程度，应该在考虑故障发生时的影响度和设置环境

以及对策费用的基础上决定。通过事先实施对策，可以提高系统的可靠性，并且可提高长期的运转率。

另外，各单元的规格，请参见相关资料。

PLC控制柜的安装环境

以下就PLC控制柜（以下简称“柜”）安装时的环境条件及对策进行说明。

温度

PLC的使用环境温度与元件的使用温度有关，通常应该在5℃～40℃的范围内。另一方面，在非强制冷却的自然冷却的控制柜等中，由于设备及系统的节省空间及小型化，柜本身也小型化了，那么柜内温度与柜外温度比较，由经验可知有时会高出10℃～15℃以上。因此，有必要针对设置的场所及柜内的发热问题，采取以下的对策，为确保柜内的温度不超过单元的使用温度范围，应尽量保留充足的温度余量，使之在有余量的温度范围内使用。

高温（图1 参照）

①自然风冷式（依靠柜上下的百叶窗自然通风）

向柜内安装时，不使用风扇、空调等冷却设备是最好的方法。此时，有关PLC的安装的注意点如下：

1 不要设置在柜内热空气聚集的最上部

2 为确保通风空间，上下部要和其他的设备、配线管等之间应维持充分的间隔距离

3 不要在指定以外的方向进行安装（如纵向或上下颠倒），否则会造成PLC内部的异常发热

4 不要安装在加热器、变压器、大容量电阻等发热量大的设备正上方

5 避开阳光直射的地方

②强制通风式（依靠柜上部的风扇进行强制通风）

③强制循环式（依靠密闭结构的柜内的风扇进行强制循环通风）

④房间整体冷却方式

（用空调将放置控制柜的房间整体冷却）

《注意事项》

环境条件与冷却方式的关系如下。

・将控制柜设置在粉尘少的房间内→ ①或②

・设置在有粉尘的地方 → ③或④

使用风扇时的对策

1 在外部空气的吸入口安装空气过滤器，采取防止灰尘进入的措施

2 空气过滤器要定期用水清洗

3 防备风扇及空调发生故障，可采取在PLC的附近安装温度感应器以发出报警的对策

低温

在寒冷地带等地方，早晨开机时温度低于0℃时，可在柜内安装小容量的空间加热器，将柜内空气预热到5℃左右。此外，由于PLC电源在通电状态下发热，所以不要关断电源。

湿度

为了保持PLC的绝缘特性，通常必须在相对湿度为35%～85%的范围内使用。特别是冬季暖气时通时断，有时会因急剧的温度变化而造成结露，导致短路而引起误动作。有此类危险的时候需要在夜间保持电源接通、或者在控制柜内设置加热器进行微加热等，以防止结露现象。（参见图2）

振动・冲击

将PLC按照环境试验方法（电气电子）中的正弦波振动试验法（JISC0040/IEC68-2-6）及冲击试验法（JIS C0041/IEC68-2-27）进行试验,在一般规格的振动冲击下，不应发生误动作

但是，不要设置在经常有振动冲击，特别是这种振动与冲击可能直接施加在PLC或控制柜上的场所。

减缓振动和冲击的方法如下。

1 ①对于来自外部的振动及冲击，可将控制柜与其发生源分开。或将PLC及控制柜用防振橡胶固定

2 ②对房屋的结构、地板进行防振动处理。

大气

在以下场所使用时，可导致连接器类的接触不良及元件零件的腐蚀，因此有必要采取空气净化等对策。

①在灰尘酸铁粉多的场所及有油烟有机溶剂等漂浮的场所，可使用内部温度不会大幅上升的大的密闭结构的柜。

②特别在有腐蚀性气体的场所，要对控制柜进行空气清洗（空气净化），通过柜内稍微加压，防止外部腐蚀气体的进入。

③在有可燃性气体的场所，有可能成为火源。可安装防爆设备或者不要在该场所使用。

操作空间

在设置PLC及柜的时候，要考虑到使用及可操作性、同时还要考虑到维护等操作，因此请注意以下内容。

①要留有易于程序操作和更换单元的空间。另外，考虑到维护操作的安全性，尽量远离高压设备及动力设备设置

②PLC、输入输出单元的安装位置应考虑到卸载工具等外围设备的连接与操作的方便性

③PLC、输入输出单元往往装有维护检查用指示灯，因此要安装到操作人员易于看见、手能够达到的高度的位置。

④应用PLC的控制系统中，多半要考虑以后的改造、扩展，因此要预先考虑留有1-2成的扩展空间。

⑤如必要，可在柜的后面，留出600mm左右的空间作为维护通道。

PLC控制柜的电气环境

电源、接地及噪声（干扰）等是主要的电气环境。在设备安装、布线时，最重要的就是要把防止对人体的危害，并不让电气信号受到影响（干扰）等问题

PLC的设置场所

考虑到维护操作的安全性，应与高压设备（600V以上）及动力设备分开设置。不得已的情况下，也要尽可能将其远离设置

（参见图3）

PLC及各单元的配置与布置（参见图4）

①与CPU单元相邻的单元，最好是特殊单元和输入单元等干扰产生少的单元

②外部电路的电磁接触器及继电器类，其线圈及接点即干扰发生源，因此应与PLC分开配置。（大致在100mm以上）

电源系统的布线（参见图5）

①将PLC电源与输入输出设备的电源分开，并在PLC电源的导入部的附近安装噪声滤波器。

②通过增设隔离变压器，可使接地干扰大幅地衰减。此时，隔离变压器的二次侧请采用非接地方式。

③变压器与PLC间的布线按最短距离紧密地双绞线布线，而与高压线及动力线则要分开布线。

外部输入输出信号线的布线

①在输出信号上连接有感性负载时，为吸收噪声，在交流电路中将浪涌抑制器、直流电路中将二极管连接到各感性负载的附近。（参见图6与图7）

②绝对不能将输出信号线与高压线及动力线扎成线束，也不能接近、平行布线。接近时，可用导管进行分离或用其他的电线管进行布线。此时，导管和电线管必须接地。（参见图8）

③不能用导管分离时，可全部使用屏蔽电缆，将PLC侧与接地端子连接，输入设备侧开路。

④采用没有共通阻抗的布线是理想的方法。但是，此时因为布线增多，有时要共用返回电路。返回电路应使用有充分余量的粗电线，并将相同信号水平归在一起布线

⑤输入输出线长时，将输入信号线与输出信号线分开布线。

⑥指示灯（特别是灯丝型）使用双绞线布线。

⑦将输入设备及输出负载设备的噪声发生源采用CR浪涌吸收器、二极管等抗干扰对策很有效

外部布线

对于能否建立强大的系统抗各种噪声，使系统在比较高的可靠性的基础上运行，布线方法起着比较大的作用。布线操作，特别是抗干扰对策，很多时候是要依靠经验的，因此以本手册等为基础，在良好的管理体制下进行操作是很必要的。

误布线的防止

①如在电缆上缠上标记带签显示走向，则不仅可以防止布线时的错误，而且便于布线后的检查及维护。

②分不同颜色进行布线。

③把传送同种类信号的电缆放到同一个导管内，进行分组。

一般的注意事项

①不要将电线用从端子到端子的对接方式相互连接。

②多芯电缆的终端应进行适当的支撑及固定，以免在电线端受到拉力。

③连接到门等可动部分时，将电线的一端固定到固定部分，另一端固定到可动部分，并使用软电线，不要因门的开关导致电线的损伤。

④电线的末端使用压接端子，与端子连接时，应用转矩螺丝刀，以适当的压力将螺钉拧紧达到连接。特别是连接通入AC电源单元的端子时，为了确保安全，希望不要使用U型压接端子，而应使用环型压接端子。

⑤布线时PLC单元上安装了防尘罩的时候，在布线结束之前不得除去该罩，以防布线的碎屑进入其中。另外，因为考虑到动作时，内部的温度上升很大，会导致功能下降，所以在布线结束后一定要将防尘罩除去。

⑥电源电路的配线全部选用对绞线

⑦因为会使噪声滤波器的效果降低，所以不要将噪声滤波器的初级侧与次级侧扎在一起。

布线路径

下述的组合，由于信号的种类性质及电平不同，以及电气感应等等S/N（信号对噪声）降低，因此，原则上应使用其他的电缆、通过其他路径布线。此外，分类整理后布线，也易于将来的维护及系统更换时的作业。

①电力线与信号线

②输入信号与输出信号

③模拟信号与数字信号

④高电平信号与低电平信号

⑤通信线与动力线

⑥DC信号与AC信号

⑦高频设备（变频器等）与信号线（通信）

布线方法

①将性质不同的信号电缆放入同一导管内时，一定要隔离

②尽量避免将多个电源线容纳在同一导管内。不得不一起设置时，需在导管内设隔板，并将该隔板接地。（参见图9）

③应用电线管布线时，因为电线管发热，不要将1个电路的电线分别置于不同的电线管内。（参见图10）

④为了不使动力电缆与信号电缆之间互相影响，不要将其平行布线。

⑤如安装在设置有高压设备的柜内，由于会感应出噪声，所以尽量远离高压、动力系统进行布线设置。

⑥在距离高压线动力线200mm以上处安装PLC，或将高压线和动力线放入金属管内布线，并将金属管进行完全D类接地（第3种接地）。（参见图11）

其他注意事项

①输入输出模块根据机型不同有负公共端子和正性公共端子，布线时要注意极性。

②光纤电缆的外观与一般的通信电缆和电力电缆相似，但是内部却是由纤维及保护纤维的受拉杆件、填充线、填充物组成，因此使用时要十分注意。特别是布设施工，要按照规定的方法和标准进行，不可有过激的冲击张力、过度的弯曲、扭转、过度挤压。

接地

接地目的

接地有2个目的。

①通过将漏电、感应时由于故障等产生的电位保持在接地电位水平以防止人体触电，即以保证安全为目的的保护接地。

②包括为防止外部侵入的噪声，及为防止设备及装置自身产生的噪声给其他的设备及装置带来危害的防干扰用接地，是为发挥该设备或系统的功能所必需的接地（功能接地）。

关于这些接地，有时需要凭经验通过实验来解决。因此，事先必须进行充分研究及考虑，再进行接地。

接地的方法与注意事项

(1)一点接地的原则

希望事先考虑到接地线是「决定电位的设施」。正常状态下，接地线中没有电流流动（不可将电流回流的返回电路与接地共用）。

(2)接地时，尽量使用专用接地（其接地极与其他的接地极相距10m以上）。

①接地工程用D类接地，最好是与其他设备的接地分开的专用接地。

②无法使用专业接地时，如图12（b）所示，其接地极与其他设备的接地极相连接相连构成共用接地。

③特别是必须避免与电机/变频器等大功率设备共用接地，为了防止互相影响，应分别进行接地。

④避免向单纯以防触电为目的的多个设备连接的接地极（有时仅为钢筋）进行接地。

⑤接地极应尽量靠近PLC，以便缩短接地线。

(3)接地上的注意事项

①信号线接地与外壳接地为同一接地时，有必要利用绝缘体与通道基板（接地的控制柜等内的金属板）绝缘。（参见图13）

②装有PLC的柜在电气上需要和其他设备绝缘设置。这是为了防止受到其他电气设备漏电流的影响。

③有高频设备时，在将高频设备接地的同时，装有PLC的柜本身也要切实接地。

④应用屏蔽电缆进行输入输出布线时的屏蔽导体的接地，要如图14所示将靠近PLC侧的屏蔽导体连接到外壳接地端子上。另外，至于通信电缆，则要遵守该通信单元的手册中的屏蔽处理原则。

(4)PLC的接地端子

PLC中设有下面的2个接地端子。

:与PLC的底板连接，通常用于防止触电，保护接地端子接地。

:与噪声滤波器的中性点连接，在因电源干扰导致误动作时接地的功能接地端子。

:热如将端子正确地接地，虽有使电源的共模干扰减弱的效果，但因为接地反倒拾取了噪声的情况也很多，因此使用时要注意。

(5) AC电源单元的布线中，设备电源单相接地时，一定将接地相侧连接到L2/N（或L1/N）端子侧。

二楼说得对。我来简单说说‘

主机方面：1、PLC通过探测冷冻回水温度，调整冷冻水泵输出，2、同样通过探测冷却水的回水温度，调整冷却水泵输出；

末端空调箱方面：1、PLC调过室内或者回风或者送风温湿度传感器，调整冷冻水电动阀的开启角度，以达到恒温的效果。

日常维护与检查

31　系统日常维护项目

311　检查控制室、机房的空调工作是否正常。

312　检查环境温度、湿度是否在规定的范围内。

313　检查系统处理器、电源模件、通讯模件、I/O模件和电池状态指示灯是否正常、有无故障报警，并及时处理。

314　检查所有电缆连接件、插头、卡件有无松动或破损的现象。

315　检查系统风扇、机柜风扇运行是否良好。

316　每月对系统做清洁工作，包括对机箱表面、软盘驱动器、键盘、鼠标和屏幕等进行清洗。

317　每月对风扇、过滤网清扫，保障系统运行在良好的环境下。

32　故障诊断与处理

321　系统故障处理的步骤和所要注意的事项

3211　故障处理前首先听取工艺人员反映的情况。

3212　观察故障现象，观察画面，检查各模件LED指示状态，查设备运行状态。

3213　检查接线、电缆、转接插件是否松动。

3214　调出设备自诊断画面，观察由自诊断显示的故障代码，分析判断故障原因。

3215　必要时进入Rslongix5系统，进行在线状态监控。

3216　根据判断结果，与工艺人员联系并办理相关手续后，采取相应的处理措施，更换设备或模件等。

3217　更换模件时，注意防静电措施，最好带上绝缘护腕和手套。注意更换的模件是否与原模件完全相同，并确认模件地址及跨接线正确。

3218　设备、卡件安装后，要检查其功能；与工艺联系确认后恢复系统，观察系统工作是否正常。

http://wwwcnpowerorg/Article/rekong/gkong/200703/13991_2html

plc和变频器在中央空调节能改造中的应用

摘要：中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行……

关键词：PLC 变频器 中央空调 节能改造

一、前言

中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。

随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。

二、问题的提出

1、原系统简介

我酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋溴化锂蒸汽机组，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷却水泵2台,扬程28米,配用功率45 KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱,一台为扬程32米，配用功率37KW, 一台为扬程32米，配用功率55KW, 一台为扬程50米，配用功率45KW。冷却塔6台，风扇电机55KW，并联运行。

2、原系统的运行及存在问题

我酒店是一间三星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。

由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。

为了解决以上问题，我们打算利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等构成的温差闭环自动调速系统。对冷冻、冷却水泵、冷却塔进行改造，以节约电能。

三、节能改造的可行性分析

改造方案是通过变频器、PLC、数模转换模块、温度模块和温度传感器等构成温差闭环自动控制，根据负载轻重自动调整水泵的运行频率，同时根据冷却水温度的高低，自动切投冷却塔散热风机，以达到节能效果。以下是分析过程：

1、 中央空调系统简介

中央空调系统结构图

在中央空调系统设计中，冷冻泵、冷却泵的装机容量是取系统最大负荷再增加10%—20%余量作为设计系数。根据计算中央空调系统中，冷冻水、冷却水循环用电约占夏季酒店总用电的25%—30%，冷却塔的用电占8%—10%。因此，实施对冷冻水和冷却水循环系统以及冷却塔的能量自动控制是中央空调系统节能改造及自动控制的重要组成部分。

2、泵的转速调节

根据异步电动机原理

n=60f/p(1-s)

式中：n:转速 f:频率 p:电机磁极对数 s:转差率

由上式可见，调节转速有3种方法，改变频率、改变电机磁极对数、改变转差率。在以上调速方法中，变频调速性能最好，调速范围大，静态稳定性好，运行效率高。因此改变频率而改变转速的方法最方便有效。

3、冷却塔的控制

以前的冷却塔是人为的根据冷却水温度选择冷却塔开启的台数，非常容易造成能源的浪费现象，现在根据冷却水的温度，由温度传感器传送信号至PLC，由PLC经计算后对冷却塔风机依次开启，以28℃为基数，温度每上升2℃，开启两台散热风机，每下降2℃，延时5分钟后停止2台风机，以达到节能效果。

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四、节能改造的具体方案

1、主电路的控制设计

根据具体情况，同时考虑到成本控制，原有的电器设备尽可能的利用。冷冻水泵及冷却水泵均采用一用一备的方式运行，使用一台变频器控制拖动两台水泵交替运行。将一台扬程较高的冷水泵作为备用。

以下为冷冻水泵与冷却水泵一次接线图：

2、功能控制方式

工作流程：

开机：开启冷水及冷却水泵，由PLC控制冷水及冷却水泵的启停，由冷水及冷却水泵的接触器向制冷机发出联锁信号，开启制冷机，由变频器、温度传感器、温度模块组成的温差闭环控制电路对水泵进行调速以控制工作流量，同时PLC控制冷却塔根据温度传感器信号自动选择开启台数。

停机：关闭制冷机，冷水及冷却水泵以及冷却塔延时十分钟后自动关闭。

保护：由压力传感器控制冷水及冷却水的缺水保护，压力偏低时自动开启补水泵补水。

五、变频节能技术框图及改造原理分析

下图为变频节能系统示意图

变频节能示意图

图七

1、对冷冻泵进行变频改造

控制原理说明如下：PLC控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻机的回水温度和出水温度读入控制器内存，并计算出温差值；然后根据冷冻机的回水与出水的温差值来控制变频器的频率，以控制电机转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高系统负荷大，应提高冷冻泵的转速，加快冷冻水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之温差小，则说明室内温度低，系统负荷小，可降低冷冻泵的转速，减缓冷冻水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能；

2、对冷却泵进行变频改造

由于冷冻机组运行时，其冷凝器的热交换量是由冷却水带到冷却塔散热降温，再由冷却泵送到冷凝器进行不断循环的。冷却水进水出水温差大，说明冷冻机负荷大，需冷却水带走的热量大，应提高冷却泵的转速，加大冷却水的循环量；温差小，则说明，冷冻机负荷小，需带走的热量小，可降低冷却泵的转速，减小冷却水的循环量，以节约电能。

六、实际调试注意事项

1、整改设备安装完毕后，先将编好的程序写入PLC，设定变频器参数，检查电器部分并逐级通电调试。

2、投入试运行时，人为地减少负荷，观察流量是否因频率的降低而减小，并找到制冷机报警时的最低变频器频率，以及流量降低后管道末端的循环情况，使变频器工作在一个最低的稳定工作点。

3、用温度计及时检测各点温度，以便检验温度传感器的精确度及校验各工况状态。

七、技术改造后的运行效果比较

1、节能效果及投资回报

进行技术改造后，系统的实际节电率与负荷状态、天气温度变化等因素有一定关系。根据以往运行参数的统计与改造后的节能预测，平均节能应在20－30%以上。经济效益十分显著。改造后投入运行一年即可收回成本，以后每年可为酒店节约用电约12万元。

2、对系统的正面影响

由于冷冻泵、冷却泵采用了变频器软启停，消除了原来启动时大电流对电网的冲击，用电环境得到了改善；消除了启停水泵产生的水锤现象对管道、阀门、压力表等的损害;消除了原来直接启停水泵造成的机械冲击，电机及水泵的轴承、轴封等机械磨擦大大减少，机械部件的使用寿命得到延长 ；由于水泵大多数时间运行在额定转速以下，电机的噪声、温升及震动都大大减少，电气故障也比原来降低，电机使用寿命也相应延长。

由于采用了温差闭环变频调速，提高了冷冻机组的工作效率，提高了自动化水平。减少了人为因数的影响，大大优化了系统的运行环境、运行质量。

八、结论

虽然一次性投资较大，但从长远的经济利益来看是值得的。这里我们也借鉴了其它一些酒店改造的经验和实际效果，进一步验正了利用变频器、PLC、数模转换模块、温度模块、温度传感器等组成的温差闭环自动控制系统，对中央空调系统的节能改造是可行的。可以达到我们当初设计的预期效果。

九、结束语

在科技日新月异的今天，积极推广高新技术的应用，使其转化为生产力，是我们工程技术人员应尽的社会责任。对落后的设备生产工艺进行技术革新，不仅可以提高生产质量、生产效率，创造可观的经济效益。对节能、环保等社会效益同样有着重要的意义。

可编程序控制器的常见故障这样检修：CPU故障：CPU出现故障，可编程序控制器将不能正常工作。主要故障点是CPU没有插好或松动，系统监控或支持程序损坏，或者系统监控程序存储器损坏。电源故障：可编程序控制器的电源有几种，如5V、12V、24V等。它们都是由可编程序控制器内部产生的，有时 某一电源不正常工作，或电源部分电气元器件损坏，将直接影响可编程序控制器的正常工作，应及时将电 源修好。输出板上的继电器触头黏连：由于某些原因，使输出板上继电器触头黏连，有的可编程序控制器由于输出显示发光二极管和输出继 电器不是选用同一回路，所以，这样的问题就不容易被发现，必须借助电工仪表的测量来发现。