關(guān)于PLC故障排查的思路和方法

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壣稀?/p>

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(rèn)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。

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。

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。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。

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)備故障的最大因素之一。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。

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?，F(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。

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。

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。

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。

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。

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(yù)先程序作出反應(yīng)，通過故障指示燈就可判斷。當(dāng)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(dāng)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。