PLC系統(tǒng)常見故障分析及維修探討

王晨雨

（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠儀表安裝維修大隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

在工程建設(shè)過程中，不斷的完善PLC系統(tǒng)的管理能夠在很大程度上降低工程的運(yùn)行成本，節(jié)省大量的操作時(shí)間，提升工程整體的運(yùn)行效率。從PLC系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的角度來看，不斷的發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，并針對(duì)具體故障模式找出相應(yīng)的解決措施，并利用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)上的創(chuàng)新研究，改善系統(tǒng)運(yùn)行情況，這樣才能讓PLC系統(tǒng)在工程項(xiàng)目中發(fā)揮出最大的作用。

1 PLC系統(tǒng)的電器調(diào)整和按裝

1.1 PLC系統(tǒng)按裝過程中需要注意的事項(xiàng)

要想正確的使用PLC系統(tǒng)，就需要針對(duì)其裝置的型號(hào)規(guī)格、設(shè)備結(jié)構(gòu)、編程模式、I/O模塊特性、按裝以及維護(hù)注意基本常識(shí)等事項(xiàng)進(jìn)行充分的掌握。PLC可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流和交流供電，其中供電電源為直流電時(shí)，其電壓值在20.4～28.8V之間，而供電電源為交流電時(shí)，其電壓值為85～264V，因此，在進(jìn)行PLC系統(tǒng)的安裝時(shí)，首先要明確其供電方式，否則可能會(huì)導(dǎo)致CPU燒壞等現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外在進(jìn)行I/O模塊接線的時(shí)候，要嚴(yán)格的按照I/O分配表來進(jìn)行。但是在進(jìn)行布線的時(shí)候要注意保證低電平信號(hào)線與電源的電纜要單獨(dú)進(jìn)行敷設(shè)，而且兩者之間的布設(shè)距離要超過200mm，如果在必須要進(jìn)行同槽布線的時(shí)候，要保證信號(hào)線是屏蔽電纜。另外布線長度大于300m的時(shí)候，要選擇使用中間繼電器或者使用遠(yuǎn)程I/O模塊來進(jìn)行連接。傳輸模擬信號(hào)在進(jìn)行布設(shè)的時(shí)候，要保證其屏蔽線的一端的接地保護(hù)良好。PLC系統(tǒng)的使用必須要具備直徑達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的接地線，系統(tǒng)中的一些強(qiáng)電設(shè)備的殼體、柜體、底座等相關(guān)設(shè)施要進(jìn)行嚴(yán)格的接地保護(hù)?？刂乒駜?nèi)部的照明不能使用熒光燈。

1.2 PLC系統(tǒng)內(nèi)的工作調(diào)試

PLC系統(tǒng)在現(xiàn)場的使用中進(jìn)行調(diào)試以及維修的工作很少，而且用戶程序的調(diào)整也非常便捷，PLC系統(tǒng)本身帶有非常成熟的自我診斷功能，而且PLC系統(tǒng)中的LED知識(shí)以及編程器等可以為用戶提供實(shí)時(shí)的梯形狀態(tài)圖，這樣就可以通過狀態(tài)圖來判斷系統(tǒng)的故障形式。PLC系統(tǒng)具有非常簡易的編程方法，其中梯形圖是最為常用的一種編程語言，該語言具有形象、直觀的特點(diǎn)，而且整個(gè)系統(tǒng)的電路的表達(dá)方式與繼電器比非常相似。如果對(duì)傳統(tǒng)繼電器的原理圖有一定的了解，就可以將遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)化為梯形圖，最后完成程序的編輯并將其裝載到CPU中。PLC系統(tǒng)的運(yùn)行主要依靠的就是CPU，CPU是整個(gè)系統(tǒng)的中樞，因此要保證其安裝在與電源距離最近的第一個(gè)槽中。PLC在運(yùn)行的過程中會(huì)不斷的對(duì)系統(tǒng)中各種任務(wù)進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，而且整個(gè)任務(wù)的掃描是循環(huán)進(jìn)行的。

在針對(duì)PLC進(jìn)行模擬調(diào)試的時(shí)候其主要的流程為：首先要將編輯器插入，并在系統(tǒng)中輸入保護(hù)字對(duì)程序的內(nèi)容進(jìn)行保護(hù)；然后就入系統(tǒng)的監(jiān)控界面，對(duì)系統(tǒng)中不同輸入以及輸出點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，可以用小開關(guān)通斷的形式來模擬輸入信號(hào)；PLC系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)光二極管可以直觀的現(xiàn)實(shí)出信號(hào)的狀態(tài)；PLC系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)要通過修改運(yùn)行程序或者將模塊進(jìn)行更換等手段來實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，要謹(jǐn)慎的使用刪除程序，針對(duì)單個(gè)或者某一部分指令進(jìn)行刪除的時(shí)候可以使用DEL/PRV來逐一的進(jìn)行刪除，這樣就可以避免在進(jìn)行刪除的時(shí)候出現(xiàn)操作失誤導(dǎo)致將系統(tǒng)的全部程序刪除。

2 PLC控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中常見的故障及解決措施

2.1 PLC系統(tǒng)用戶程序包不穩(wěn)定以及解決措施

在PLC系統(tǒng)運(yùn)行的過程中會(huì)受到來自內(nèi)部以及外部等干擾源的干擾，而這些干擾源理論上不能實(shí)現(xiàn)完全消除，而只能針對(duì)具體的干擾模式進(jìn)行限制。針對(duì)生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場出現(xiàn)的干擾源，通常情況下會(huì)針對(duì)供電電源與接地保護(hù)、使用屏蔽線布線以及抗噪聲等幾個(gè)方面來進(jìn)行。如果系統(tǒng)中存在擴(kuò)展單元的情況下，要保證供電電源與基本單元的開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，這樣才能充分保證系統(tǒng)與基本單元實(shí)現(xiàn)開斷電的控制的同步。PLC系統(tǒng)中的電路主要有內(nèi)部電路以及外部電路兩種，CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器、各種接口共同組成了PLC的內(nèi)部電路，而A/D、D/A模數(shù)轉(zhuǎn)換器是其主要的外部電路，外部電路要實(shí)現(xiàn)共接模擬地，而PLC的地板與中央接點(diǎn)要采用星型的連接方式來連接，而且連接的銅線必須要短粗，這樣才能避免在PLC系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)噪聲干擾。當(dāng)PLC系統(tǒng)的線路板出現(xiàn)故障的時(shí)候，要保證維修過程中不對(duì)原始的電路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行更改，并且不能隨意的改動(dòng)電路的布置，從而避免線路板維修后出現(xiàn)因?yàn)檎J(rèn)為因素造成的系統(tǒng)信號(hào)干擾情況，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。如果PLC系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境中存在強(qiáng)磁信號(hào)或者粉塵污染情況比較嚴(yán)重的現(xiàn)象，要針對(duì)不同的情況采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施?？梢栽赑LC的底板上加裝鍍鋅板，并將接地保護(hù)線改成銅線，并保證接點(diǎn)線與底板有一定的連接，具體的講就是要保證接觸的截面積要大于1.0mm，這樣通過外殼與鍍鋅板與接地線就構(gòu)成了一個(gè)屏蔽體。另外，如果將屏蔽總線的中央點(diǎn)連接在參考點(diǎn)位上，或者將電纜的兩頭進(jìn)行接地保護(hù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)的高頻干擾信號(hào)屏蔽。PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中死機(jī)或者數(shù)據(jù)丟失是一種比較常見的故障模式，而出現(xiàn)這種狀況的主要原因是因?yàn)榻与娋€接觸不良、接電線連接錯(cuò)誤或者是受到了外界干擾源的干擾。在進(jìn)行系統(tǒng)故障預(yù)防的時(shí)候，要保證做好程序備份再通過設(shè)備維護(hù)管理等手段進(jìn)行預(yù)防。此外，PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)周期性的死機(jī)現(xiàn)象，但是系統(tǒng)本身沒有給出具體的死機(jī)特征，在重啟系統(tǒng)后，PLC系統(tǒng)有能正常運(yùn)行。針對(duì)這種情況，首先可以PLC系統(tǒng)的輸入電源線之前安裝一個(gè)電容器，該電容器的規(guī)格為2.2mF，而且要保證電容器與電源輸入線是并聯(lián)方式，這樣就可以將一些高頻的干擾脈沖信號(hào)過濾掉；另外，使用純度為95%的酒精對(duì)PLC的機(jī)架插槽接口進(jìn)行擦拭，保證其清潔性，這樣就可以很好的解決周期性死機(jī)故障。

2.2 PLC系統(tǒng)故障查找技術(shù)

PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的時(shí)候要及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。首先要及時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)光二極管以及LED指示燈進(jìn)行檢查，查看系統(tǒng)本身以及外部運(yùn)行是否正常，這是檢查PLC系統(tǒng)運(yùn)行故障的一種基本方法。然后將編程器插入，并將其設(shè)置為RUN狀態(tài)，然后按照以下順序進(jìn)行故障檢查：第一，找出故障點(diǎn)，通過編程器對(duì)信號(hào)輸入輸出狀態(tài)的現(xiàn)實(shí)可以確定PLC出現(xiàn)故障的位置。第二，比較編程器現(xiàn)實(shí)狀態(tài)與指示燈狀態(tài)，如果出現(xiàn)差異，則需要更換模塊，更換前要先檢查I/O的實(shí)際連接情況。第三，如果輸入的狀態(tài)跟模塊LED指示一致，在比較發(fā)光二極管與纖維開關(guān)以及相關(guān)輸入裝置的運(yùn)行狀態(tài)，如果相同則可以進(jìn)行下一模塊檢測、第四，如果信號(hào)的定時(shí)器停止在了非零值上，而且數(shù)值小于999.9，那么就需要更換CPU。第五，如果是計(jì)數(shù)器模塊，則需要針對(duì)其復(fù)位邏輯進(jìn)行檢查，然后在查看其信號(hào)狀態(tài)是否正常。

2.3 PLC系統(tǒng)內(nèi)故障原因以及處理措施

PLC系統(tǒng)在實(shí)際的使用中非常容易出現(xiàn)問題，而且故障的形式比較多樣，其中，操作不當(dāng)造成的故障比較常見，因此要針對(duì)操作人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，提升操作人員技術(shù)能力。此外，PLC本身的安裝質(zhì)量也是造成PLC故障的主要原因，PLC安裝出現(xiàn)問題，非常容易導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行受到干擾。因此，要嚴(yán)格管理PLC安裝過程，保證PLC系統(tǒng)的安裝質(zhì)量。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)PLC系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，保證相關(guān)元件的清潔，這樣才能保證PLC系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

3 結(jié)語

PLC系統(tǒng)有非常廣泛的應(yīng)用，但是在應(yīng)用過程中也存在不少問題，因此應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，有效的控制干擾因素，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。