西门子PLC逻辑控制系统与实际故障案例分析

       一、逻辑等价性与循环扫描时间
        PLC逻辑控制系统与继电器控制系统的重要区别在于它们采用的工作方式不同。继电器控制系统按并行方式工作，各支路同时执行，只要形成通路，就可能有好几个电器同时动作。PLC则按循环扫描方式工作，每次扫描一条指令，这是一种串行方式。从继电器控制到PLC控制这种工作方式的改变会影响梯形图逻辑功能的发挥吗或者说它们二者在逻辑功能上能做到等价吗一般而言，梯形图经过一个周期扫描，在逻辑上未必与原有的继电器电路图一样。若在此期间，状态转换的条件发生变化，那么两者就达不到逻辑等价了。

图1 逻辑等价性说明

图1示意性地说明了逻辑等价性问题。其中，图1a为继电器电路图，若按动QA按钮，X、Y、Z三个线圈均得电。图1b为其对应的梯形图，按下QA（相当于X400闭合），如果仅扫描一周，只有一个线圈得电，显然，这时图1a与图1b在逻辑上是不等价。只有经过三个扫描周期，图1b的三个线圈才会全部得电，这时，图1b才与图1a在逻辑上等价。如果在第三个扫描周期完成之前，松开QA按钮，那么图1b就不会与图1a等价了。

二、输入信号丢失         （西门子S7-1200PLC系列）

PLC在每个扫描周期中集中一段时间对I/O信号进行处理，这将有可能造成输入信号丢失。当输入信号在I/O刷新时间尚未到来时发生变化，则当I/O刷新时间到来时因输入信号的变化却已过去而造成输入信号丢失，图2表示了扫描周期与输入信号丢失的关系。

图2　扫描周期与输入信号丢失的关系

在图2中，扫描周期T由t₁，t₂，t₃，t₄四个部分组成［1］。其中，t₁为共同扫描时间；t₂为外设扫描时间；t₃为用户程序执行时间；t₄为I/O刷新时间；t_S为输入信号持续时间。如果t_S＜T且又正好落在两相邻扫描周期的对此信号输入点之间，则将造成输入信号丢失，引发生产故障。
      三、实际案例分析西门子PLC--S7-1500 CPU上的小面板白屏的故障问题

        之后，我们又从网上下载了***新的CPU的Firmware，通过存储卡为CPU进行硬件版本的升级，但上电后CPU画面基本也是处于启动阶段，不能完成正常的升级操作……