挤出吹塑中空成型机程序控制系统的维护与保养

庞阳 邱睿 邱建成

（苏州同大机械有限公司）

前 言

挤出吹塑中空成型机（含生产线）的动作程序控制系统普遍采用了PLC可编程控制器，PLC可编程控制器的维护与保养方法正确与否，影响到中空成型机的正常生产与使用寿命，本文主要介绍PLC可编程控制器的维护与保养方法，给中空成型机的使用与操作者提供一些思路与方便。

1.PLC可编程控制器的维护与保养方法

挤出吹塑中空成型机的动作控制系统主要采用了PLC可编程控制系统，所以在此主要介绍PLC控制系统（PLC控制器）的维护与保养。

应用于吹塑机的PLC控制器品种有多种型号，各个吹塑机制造厂家选用的规格、型号均有不同，其工作原理基本相同，维护方法也是基本类似。

一种PLC控制器的外形图，见图1。

图1一种PLC控制器外形图

1.1 对PLC可编程控制器的定期检查

为了使PLC控制器连续工作在最佳状态，周期性检查是非常必要的，因为PLC控制器的主要部件是半导体器件，而且是长期运行，所以工作环境将对其产生影响，有时会造成损坏，检查内容如下：

1）供电电源：

供电电压是否为额定电压；供电频率是否为额定频率。

2）运行环境：

温度、湿度、振动、粉尘等环境条件是否符合要求。

3）安装：

接地电阻是否符合要求，应定期（一般为一年1～2次）采用500V摇表进行摇测；安装是否牢固，应定期（一般为一年1～2次）对紧固螺栓进行紧固；各接线是否接触良好，接线螺丝必须上紧（气候条件发生较大变化时需要特别注意），外观不能有异常。

4）定期进行清扫，去除控制器表面的灰尘与周边的杂物。

2.锂电池和继电器的更换

PLC控制器中的锂电池和继电器输出型的触点为损耗性器件，使用较长时间后，需根据具体情况进行更换。图2，用于PLC控制器的几种不同规格锂电池的外形图。

图2 PLC控制器的不同规格锂电池的外形图

1）锂电池的更换：

锂电池的作用是保护存放在RAM（随机存储器）中的程序和计数器中的内容。在25℃时，锂电池的寿命一般是5年左右，环境温度越高时其使用寿命越短。当电池失效时，CPU的ALARM指示灯闪烁，此后一周内必须尽快更换锂电池。

更换步骤：

① 断开PLC控制器的供电电源，若开始PLC控制器的电源是断开的，则需先接通至少通电15s以上，（这样做可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可对PLC控制器进行短暂供电，以保护RAM中的信息不丢失）然后再断开电源；

② 打开CPU盖板(视不同厂家的产品，其打开方式不同，应参照其说明书，以免损坏设备)；

③ 在5分钟内(当然越快越好)，从支架上取下旧电池，并装上新电池（电池型号必须一致）；

④ 重新装好CPU盖板；

⑤ 用编程器清除ALARM。

2）PLC控制器继电器的更换步骤：

① 断开PLC控制器的供电电源；

② 打开盖板；

③ 采用厂家提供的专用工具，取出损坏的继电器并安装上新的（特别注意继电器型号，与使用电压必须一致）；

④ 检测各个接点是否正常，确认更换无误；

⑤ 装好盖板。

3.PLC控制器故障的查找

PLC控制器一般有很强的自诊断能力，当PLC控制器自身故障或外围设备故障，都可用PLC控制器上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。

1）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，不需要使用示波器，高级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，如果必要的话，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。如果程序已经出现错误，在完成系统编程初始化后，将录在磁带上（或是其它储存方式）的程序重新装入PLC，有些机型则需要人工重新输入程序；输入程序后认真检查程序是否正确无误。

在潮湿的天气条件下，如果设备处于停机状态，PLC控制器没有采用外电供电，有可能因为气候潮湿形成的小水珠造成PLC控制器内部的线路短路，锂电池容易很快被放电，而造成控制程序的丢失，这种情况下，一般都会需要重新进行程序的输入；程序重新输入后均需要进行认真仔细的确认和检查。

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。

2）查找故障步骤

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检查。

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，线圈，行程开关等）。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。如发现在扩展框架上有多个模块要更换，那么，在更换模块之前，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。如二者不同，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，需要更换输入模块。

④ 如信号是线圈，没有输出或输出与线圈的状态不同，就得用编程器检查输出的驱动逻辑，并检查程序清单。检查应按从右到左进行，找出第一个不接通的触点，如没有通的那个是输入，就按第二个和第三个节点继续检查该输入点，如是线圈，检查该线圈所控制的通、断。要确认是哪个继电器所影响的逻辑操作。

⑤ 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。

⑥ 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。

4.PLC组件的更换

更换PLC系统组件的步骤：

1）更换框架：

① 关闭切断AC电源，如装有编程器，取掉编程器；

② 从框架右端的接线端板上，取下塑料盖板，拆去电源接线；

③ 取下所有的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I/O的接线，并记下每个模块在框架中的位置，做好标记，以便重新插上时不至于搞错；

④ 如果是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钉，松开上部二个螺钉，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 从顶部螺钉上套进去，装上底部螺钉，将四个螺钉都拧紧。

⑧ 插入I/O模块，注意插入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者错误的操作，但不会损坏模块；

⑨ 插入卸下的CPU和其他模块，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；

⑩ 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，程序有没有发生变化。

注意：PLC可编程控制器的模块插接部位的接触部分可能因为工作环境的问题或是使用年限够长造成接触不良，在重新进行插接时可采用医用酒精进行搽拭，去除接触部位表面的污垢，以确保接触良好。

2）CPU模块的更换：

① 切断电源，如插有编程器的话，把编程器取掉；

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，如果CPU上装着EPROM存储器，把EPROM取下，装在新的CPU上；

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，轻微的晃动CPU模块，使CPU模块对准顶部导槽，把CPU模块插进框架，直到二个弹性锁扣扣进卡口；

⑤ 重新插上编程器，并通电；

⑥ 在对系统编程初始化后，把录在磁带上的程序（早期产品控制程序采用磁带存储）或是计算机中的程序重新装入。仔细检查整个系统的操作是否正常。

3）I/O模块的更换：

① 切断框架和I/O系统的电源，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，拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座，这要视模块的类型而定，给每根线贴上标签或记下安装连线的标记，以便于重新连接，向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣，使它们脱出卡口，垂直向上拔出I/O模块；

② 仔细检查模块的插座接触面有无污染，如果有污染，可以采用棉球蘸医用酒精进行清洗并且待其干燥；

③ 重新安装插入新的相同型号I/O模块，安好卡口，重新牢固连接拆卸的接线，通电仔细检查系统的操作是否正常。

5.动作程序发生误动作的可能原因

在一些挤出吹塑中空成型机的实际运行中，可能遇到发生PLC程序控制器出现误动作的情况的发生，误动作的表现比较多样性，如前后动作顺序发生变化，设备在静止状态型突然启动，一旦控制系统发生这种乱动作状况，将可能导致不安全的事故发生，严重时可能危害操作人员或设备维修人员的人身安全。究其原因可能有以下几种状况出现。

1）PLC控制器的输入输出线的外表塑料绝缘破裂或是磨损，导致输入、输出信号发生干扰，错乱，这种情况出现比较普遍，但是在现场维护中有时候很难查找具体的线路破损的地方，需要细致查找才行。

2）PLC控制器模块的插脚部分与插座接触不良，插脚部分污染较重发生信号短路，这些故障可以采用医用酒精进行清洗干净，清洗时注意防火即可，这类故障并不少见，特别是一些环境条件相对较差的场地，以及设备使用年限较长的吹塑机生产线更加容易发生。

3）PLC内部输入、输出继电器或是外围输入、输出继电器发生故障，可进行零件更换或是修复。

4）接线排可能因为环境污染导致信号短接，这种状况容易发生在一些长期没有对电控箱进行有效清洁的情况下。

5）控制器电路板的表面可能附有极细的导电颗粒或是细丝，特别是一些加工导电塑料的加工现场更加需要注意此类故障。

结 语

在PLC可编程控制系统中，其它电气零部件的维护保养工作相对要简单一些，但每年季节变化时气候环境条件的突然变化都是值得重视的，特别是环境湿度突然变大时应该及时进行相关的处理，防止因为环境湿度过大时造成对PLC可编程控制器的损坏，按照相关的技术要求进行定期的维护保养工作是保障设备正常运行的基础。