摘要

PLC故障分為軟件故障和硬件故障，本文結(jié)合PLC系統(tǒng)現(xiàn)場故障處理實例，分享PLC故障維修經(jīng)驗，本文是PLC高手速成秘籍?。?！

PLC硬件損壞或軟件運行出錯的概率極低,，檢查故障時,，重點應(yīng)放在PLC的外圍電氣元件,，PLC的故障大多數(shù)是外圍接口信號故障，維修時,，只要PLC有部分控制的動作正常,，就不用懷疑PLC的程序問題,。確認運算程序有輸出，而PLC的接口沒有輸出,，則為接口電路故障,。PLC系統(tǒng)的硬件故障多于軟件故障，大多是外部信號不滿足或執(zhí)行元件故障引起,，而不是PLC系統(tǒng)的問題,。　　

可根據(jù)PLC輸入,、輸出狀態(tài)來判斷故障,。PLC的輸入輸出信號都要通過I/O通道，有些故障會在I/O接口通道上反映出來,，有時通過觀察I/O接口狀態(tài),，就可找出故障原因。

PLC都具有自診斷功能,，檢查故障時可根據(jù)報警信息,，查明原因并確定故障部位，也是檢查和排除PLC故障的基本手段和方法,。先判斷故障是全局還是局部的,，上位機顯示多處控制元件工作不正常，提示很多報警信息,，就需要檢查CPU模塊,、存儲器模塊、通信模塊及電源等公共部分,。

經(jīng)驗表明PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)的絕大部分故障,，都是通過PLC程序檢查出來的。PLC控制系統(tǒng)的動作都是按照一定順序來完成的,，觀察系統(tǒng)的動作過程,，比較故障和正常時的情況，大多可發(fā)現(xiàn)疑點,，判斷出現(xiàn)故障原因,。

有些故障可在屏幕上直接顯示出報警原因，有些雖然有報警信息,，但并沒有直接反映出報警的原因,；還有些故障不產(chǎn)生報警信息，只是有些動作不執(zhí)行,；遇到以上兩種情況,，跟蹤PLC程序的運行是檢查故障的有效方法。

西門子PLC系列產(chǎn)品
 

PLC系統(tǒng)故障分析

PLC主要由中央處理單元、輸入接口,、輸出接口,、通信接口等部分組成，其中CPU是PLC的核心,，I/0部件是連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU之間的接口電路,，通信接口用于與編程器和上位機連接。對于整體式PLC,，所有部件都裝在同一機殼內(nèi),；對于模塊式PLC，各功能部件獨立封裝,，稱為模塊或模板,，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣??！　?/span>

PLC控制系統(tǒng)故障分為軟件故障和硬件故障兩部分。PLC系統(tǒng)包括中央處理器,、主機箱,、擴展機箱、I/O模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備包括I/0端口和現(xiàn)場控制檢測設(shè)備,，如繼電器、接觸器,、閥門,、電動機等。

1,、PLC軟件故障

PLC具有自診斷能力,，發(fā)生模塊功能錯誤時往往能報警并按預先程序作出反應(yīng)，通過故障指示燈就可判斷,。當電源正常,，各指示燈也指示正常，特別是輸入信號正常,，但系統(tǒng)功能不正常（輸出無或亂）時,，本著先易后難、先軟后硬的檢修原則首先檢查用戶程序是否出現(xiàn)問題,。

用戶程序儲存在PLC的RAM中,，是掉電易失性的，當后備電池故障系統(tǒng)電源發(fā)生閃失時,，程序丟失或紊亂的可能性就很大,，強烈的電磁干擾也會引起程序出錯,。

2、PLC硬件故障

①PLC主機系統(tǒng)故障

A,、電源系統(tǒng)故障,。電源在連續(xù)工作,、散熱中,，電壓和電流的波動沖擊是不可避免的。

B,、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障,。通訊及網(wǎng)絡(luò)受外部干擾的可能性大，外部環(huán)境是造成通訊外部設(shè)備故障的大因素之一,。系統(tǒng)總線的損壞主要由于PLC多為插件結(jié)構(gòu),，長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞,，在空氣溫度變化,、濕度變化的影響下，總線的塑料老化,、印刷線路的老化,、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。

②PLC的I/O端口故障,。

I/O模塊的故障主要是外部各種干擾的影響,，首先要按照其使用的要求進行使用，不可隨意減少其外部保護設(shè)備,，其次分析主要的干擾因素,，對主要干擾源要進行隔離或處理。

③現(xiàn)場控制設(shè)備故障

A,、繼電器,、接觸器。減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器,，改善元器件使用環(huán)境,，減少更換的頻率。現(xiàn)場環(huán)境如果惡劣,，接觸器觸點易打火或氧化,，然后發(fā)熱變形直至不能使用。

B,、閥門或閘板等類設(shè)備,。長期使用缺乏維護，機械,、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因,，因這類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位，相對的位移一般較大，或者要經(jīng)過電氣轉(zhuǎn)換等幾個步驟才能完成閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換,，或者利用電動執(zhí)行機構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換,，機械、電氣,、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會產(chǎn)生誤差或故障,。

C、開關(guān),、極限位置,、安全保護和現(xiàn)場操作上的一些元件或設(shè)備故障，其原因可能是因為長期磨損,，或長期不用而銹蝕老化,。對于這類設(shè)備故障的處理主要體現(xiàn)在定期維護，使設(shè)備時刻處于完好狀態(tài),。對于限位開關(guān)尤其是重型設(shè)備上的限位開關(guān)除了定期檢修外,，還要在設(shè)計的過程中加入多重的保護措施。

D,、PLC系統(tǒng)中的子設(shè)備,，如接線盒、線端子,、螺栓螺母等處故障,。這類故障產(chǎn)生的原因主要是設(shè)備本身的制作工藝、安裝工藝及長期的打火,、銹蝕等造成,。根據(jù)工程經(jīng)驗，這類故障一般是很難發(fā)現(xiàn)和維修的,。所以在設(shè)備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進行,，不留設(shè)備隱患。

E,、傳感器和儀表故障,。這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號的不正常。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地,，并盡量與動力電纜分開敷設(shè),，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內(nèi)部進行軟件濾波,。

F,、電源、地線和信號線的噪聲(干擾)故障,。

PLC系統(tǒng)故障實例分析

1,、PLC軟故障實例

一臺停機一段時間的PLC控制系統(tǒng)上電后無法啟動

故障檢查,、處理：檢修人員在檢查后認為程序出錯，很自然地將EPROM卡插人PLC中,，總清后拷貝程序,，完成后重啟，故障依舊,，由于程序不大,，逐條把EPROM上的程序讀出，與手冊上的指令核對后發(fā)現(xiàn)*一樣,，重復拷貝無效后認為是PLC硬件故障,。

用PG將備份程序調(diào)出,，與EPROM上的程序進行比對,，結(jié)果語句指令表相同，但程序存放地址發(fā)生了變化,，把備份程序發(fā)送到PLC后設(shè)備運行正常,。可見EPROM上的程序也出現(xiàn)了錯誤,，擦除后重新寫入問題解決,。

2、PLC硬件故障實例

①某石化裝置西門子PLC（S7-300,，CPU315-2DP）在使用時,，突然停止運行。

故障檢查,、分析：檢查報警燈,、程序、供電電源,，在檢查報警時,，發(fā)現(xiàn)CPU上BAT燈亮起。檢査程序時,，發(fā)現(xiàn)沒有對電池失效進行故障處理,。故障處理：更換CPU電池，對電池失效故障在程序中進行相應(yīng)處理,。

②某日晚,，壓縮機PLC與主控PLC通訊突然中斷，主控DCS上顯示壓縮機PLC與主控PLC通訊中斷報警,，壓縮機控制室里的電機信號在主控合成DCS上均顯示紅色（停止狀態(tài)）,，壓縮機控制室里的一些流量、壓力,、溫度等信號,，在主控合成DCS上均顯示高低報警,。由于通訊中斷使壓縮機控制室里一些重要聯(lián)鎖不能送到主控，從而使全廠停車

故障檢查,、分析：從理論上講,，引起壓縮機PLC和主控PLC通訊中斷的原因主要是兩個：一個是軟件不同步；另一個是由于硬件如CP525卡,、CPU卡故障,。

首先從軟件方面進行處理。在主控PLC進行了同步操作,，強制通訊數(shù)據(jù)字DW13的第14位,，結(jié)果通訊仍然沒有建立起來，看來不是主控PLC不同步引起的,。接著在壓縮機PLC對其進行了同步操作,，強制通訊數(shù)據(jù)字MW10的第14位，結(jié)果通訊建立,。從而確認這次壓縮機的PLC與主控PLC通訊中斷的原因是由于壓縮機程序不同步引起的,，造成程序不同步的原因是外界的電磁干擾。

故障處理：為了避免此類故障的再次發(fā)生,，應(yīng)加強控制室的屏蔽,，禁止在控制室使用 電話等通訊工具。

③西門子PLC（S7-300）的SF燈報警

故障檢查,、分析：SF燈報警說明輸入點有故障,。故障處理：檢查各個輸入點工作狀態(tài)，在檢查時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場一臺溫度變送器沒有輸入信號,，經(jīng)處理后故障消失,。

④PLC某個輸入點外部沒有被接通（即使拆開該輸人端子上的連接線效果也相同），但該輸入點實際已經(jīng)被接通而且相應(yīng)輸入指示燈常亮故障分析：判斷該端子的相鄰端子已經(jīng)被接通,，而PLC的輸入端子之間存在鐵屑,，導致了該輸入點被接通，或該輸入點已經(jīng)被損壞,。

故障處理：拆開PLC的所有輸入端子的連線,，發(fā)現(xiàn)輸入端子排上存在很多鐵屑，將端子上的鐵屑吹干凈,，然后恢復接線,，故障被排除。

⑤控制系統(tǒng)PLC數(shù)字輸入卡SF燈變紅色

故障檢查,、分析：將卡件電源重新送電后,，故障現(xiàn)象依然存在；重新啟動PLC主機后,，故障指示燈仍舊是紅色,。于是對卡件所接收的現(xiàn)場信號一一進行檢查后發(fā)現(xiàn)一回訊開關(guān)有異常,。用萬用表測量后發(fā)現(xiàn)，回路電阻無窮大,，這說明回訊開關(guān)壞而被數(shù)字輸入卡檢測到,。故障處理：更換備件后故障指示燈滅。

⑥造粒機PLC控制系統(tǒng)模擬輸入卡接收的現(xiàn)場信號在DCS上指示無窮大

故障檢查,、分析：分析可能是現(xiàn)場壓力變送器和接線箱之間相互連接的通訊電纜出現(xiàn)故障,，于是更換通訊電纜，但現(xiàn)象依然如故,。仔細檢查分析整個回路后發(fā)現(xiàn),，在回路中容易出現(xiàn)的地方有三個，壓力變送器本身,、通訊電纜,、卡件，壓力變送器,、通訊電纜都已排除,。將卡件拆開來看后發(fā)現(xiàn)里面的一個小的集成塊已經(jīng)被燒毀,。故障處理：更換卡件,。

⑦兩個PLC互為熱備的控制器中只有一個能夠運行，另一個始終處于停止

故障檢查,、分析：將整個控制柜斷電,、送電后同時啟動兩個PLC主機還是只有一個PLC主機運行。查詢相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)OB70,，OB72兩個系統(tǒng)功能塊負責冗余故障,，如果沒有插入這兩個功能塊則系統(tǒng)冗余丟失，即只有一個CPU能夠運行,。故障處理：插入這兩個系統(tǒng)功能塊后,，控制系統(tǒng)恢復正常。

來源| PLC發(fā)燒友