PLC故障診斷的基本方法研究

張雪晶

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司,濟(jì)南 250101）

1 PLC常見(jiàn)故障類(lèi)型

PLC可靠性比較高，出現(xiàn)故障的概率較低，引起故障的原因有兩大因素。一是外部故障，由外部傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障等引發(fā)PLC產(chǎn)生故障，可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)，甚至燒壞PLC。二是內(nèi)部錯(cuò)誤，是PLC內(nèi)部的功能性錯(cuò)誤或編成錯(cuò)誤造成的，可以使系統(tǒng)停機(jī)。

PLC見(jiàn)有以下幾種。一是停機(jī)。包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出、擴(kuò)展單元等異常報(bào)警而停機(jī)；二是程序不執(zhí)行。部分甚至全部程序停止運(yùn)行，或者是計(jì)數(shù)器出現(xiàn)指令錯(cuò)誤；三是某些程序內(nèi)容出現(xiàn)較大的故障變化。譬如電源ON/OFF操作故障變化、長(zhǎng)時(shí)間停變化、運(yùn)行中發(fā)生變化等；四是輸入/輸出不動(dòng)作。輸入信號(hào)沒(méi)有讀入CPU或者CPU沒(méi)有發(fā)出輸出信號(hào)；五是寫(xiě)入器不能操作；六是擴(kuò)展單元不動(dòng)作；七是PROM不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 PLC故障診斷要點(diǎn)

（1）CPU異常故障。CPU出現(xiàn)異常，并出現(xiàn)報(bào)警指令時(shí)，要先查看CPU單元連接于內(nèi)部總線上的所有器件，包括接于內(nèi)部總線上的器件、總線斷路、短路、微處理器等的外部環(huán)路。

（2）存儲(chǔ)器出現(xiàn)故障。存儲(chǔ)器出現(xiàn)故障，并發(fā)出報(bào)警指令后，先對(duì)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行重新編程，判斷是否是噪聲的干擾引起，如果無(wú)效，應(yīng)更換存儲(chǔ)器。

（3）輸入/輸出異常、擴(kuò)展單元出現(xiàn)故障。輸入/輸出異常、擴(kuò)展單元出現(xiàn)故障并發(fā)生報(bào)警指令后，首先查看其連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài)，通過(guò)分析判斷確定發(fā)生故障的單元，再進(jìn)行更換單元。

（4）不執(zhí)行程序故障。PLC在運(yùn)行中，如果不執(zhí)行程序，通常按著輸入→程序執(zhí)行→輸出三步逐一進(jìn)行檢測(cè)、分析與判斷。首先對(duì)輸入進(jìn)行檢測(cè)，可通過(guò)寫(xiě)入器構(gòu)成的輸入監(jiān)視器檢測(cè)，或者利用輸入LED指示燈進(jìn)行識(shí)別，如果指示盤(pán)上輸入LED出現(xiàn)不亮，則故障可能出現(xiàn)在外部輸入系統(tǒng)，然后再用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量。測(cè)出電壓與標(biāo)準(zhǔn)值 不匹配，就可以判斷是輸入單元出現(xiàn)了故障；如果指示盤(pán)上LED是亮的，但內(nèi)部監(jiān)視器不能檢測(cè)，則就可以判斷是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)展單元出現(xiàn)了錯(cuò)誤；二是利用寫(xiě)入器上的監(jiān)視器進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)屏上，如果其梯形圖的接點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果有差異，就可以判斷程序出了錯(cuò)誤，譬如PLC內(nèi)部的運(yùn)算部分出現(xiàn)異常、其內(nèi)部繼電器出現(xiàn)了雙重使用等；三是輸出檢查可用輸出LED指示燈識(shí)別。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果正確而輸出LED指示錯(cuò)誤時(shí)，則可認(rèn)為是CPU單元、I/O接口單元的故障。當(dāng)輸出LED是亮的而無(wú)輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負(fù)載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。

（5）電源短時(shí)掉電，程序內(nèi)容消失。電源短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)掉電現(xiàn)象，PLC內(nèi)部就沒(méi)有了程序內(nèi)容。如電池屬于正常供電，必須進(jìn)行以下檢測(cè)。一是通過(guò)反復(fù)通斷PLC本身電源來(lái)檢查。為使微處理器正確啟動(dòng)，PLC中設(shè)有初始復(fù)位電路和電源斷開(kāi)時(shí)的保存程序電路，這種電路發(fā)生故障時(shí)，就不能保存程序。所以可用電源的通斷進(jìn)行檢查；二是如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報(bào)警，就可判定是存儲(chǔ)器或是外部回路的漏電流異常增大所致；三是電源的通斷總是與機(jī)械系統(tǒng)同步發(fā)生，這時(shí)可檢查機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲影響。因?yàn)殡娫吹臄嚅_(kāi)是常與機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行同時(shí)發(fā)生的故障，絕大部分是電機(jī)或線圈所產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲所致。

（6）PROM不能運(yùn)轉(zhuǎn)故障。當(dāng)PROM不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片。

（7）電源重新投入或復(fù)位后，動(dòng)作停止。這種故障可認(rèn)為是噪聲干擾或PLC內(nèi)部接觸不良所致。一般要檢查一下電纜和連接器的插入狀態(tài)。

3 PLC故障診斷的基本方法

（1）PLC 異常發(fā)生時(shí)的判斷。PLC系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，要想快速知道異常現(xiàn)象的原因并迅速處理故障，在進(jìn)行切斷電源與復(fù)位步驟之前，首先判斷兩項(xiàng)內(nèi)容，一是查看PLC系統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)作狀態(tài)是否處于正常；二是對(duì)PLC系統(tǒng)的電源、RUN以及輸入輸出指示燈進(jìn)行查看，看看這些顯示內(nèi)容是否處于正常狀態(tài)。

（2）PLC異常狀態(tài)的判斷。PLC系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，要觀察異常狀態(tài)變化現(xiàn)象。可通過(guò)切換系統(tǒng)關(guān)停按鈕進(jìn)行檢測(cè)與判斷，將運(yùn)行狀態(tài)切換至停止?fàn)顟B(tài)，然后快速?gòu)?fù)位，再切換至“運(yùn)行狀態(tài)，看是否有變化。或者在保持運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，拉下PLC電源開(kāi)關(guān)，然后再送上。以上步驟的操作，如果能恢復(fù)PLC系統(tǒng)的異常狀態(tài)，就可以判定出故障部室發(fā)生在PLC硬件故障或軟件上，有可能是噪聲干擾、電源異常等外因造成的異常。

（3）PLC硬件故障判斷。PLC硬件出現(xiàn)故障一般有兩大現(xiàn)象，即具有持續(xù)性與重復(fù)性。其故障判斷如下：落下PLC的電源開(kāi)關(guān)，幾秒鐘后在合上，然后進(jìn)行復(fù)位?？词欠襁€有故障，如果反復(fù)操作幾次，仍然出現(xiàn)雷同的故障現(xiàn)象，則PLC本身的硬件出現(xiàn)了故障。如果在操作中，相同的故障沒(méi)在發(fā)生，可以判定PLC系統(tǒng)故障是有就說(shuō)外部環(huán)境造成的，譬如一些干擾信號(hào)或者有瞬時(shí)停電、端子螺釘松動(dòng)以及端子聯(lián)接接觸不良引起。

（4）程序錯(cuò)誤判定。PLC系統(tǒng)的程序錯(cuò)誤最好的方法是在仿真軟件PLCSIM中下載你的程序，然后運(yùn)行，等到SF燈變紅時(shí)打開(kāi)CPU的診斷緩沖區(qū)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊錯(cuò)誤的行，下面有個(gè)OPEN BLOCK按鈕點(diǎn)擊一下，會(huì)自動(dòng)跳到你程序出錯(cuò)的地方，注意這個(gè)方法只在仿真軟件里可用，和實(shí)際PLC連接時(shí)不可用，找到錯(cuò)誤后，要用相應(yīng)的軟件進(jìn)行修補(bǔ)。由于PLC掉電很容易引起內(nèi)部程序發(fā)生紊亂，甚至丟失，因此，PLC編程一定具有拷貝程序，一般保留在EPROM子卡中。程序錯(cuò)誤出現(xiàn)后，在沒(méi)有十足把握情況下，一定要請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)服務(wù)企業(yè)予以處理，擅自改動(dòng)程序和維修緊密設(shè)備電路板可能會(huì)造成設(shè)備維修難度加大甚至報(bào)廢的嚴(yán)重后果。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，引發(fā)PLC故障的原因很多，存在不可預(yù)見(jiàn)性，但可以可以通過(guò)強(qiáng)化日常的認(rèn)真仔細(xì)的點(diǎn)檢查處一些隱患進(jìn)行消缺，尤其是外部故障，通過(guò)定期的維護(hù)減少故障的發(fā)生。故障發(fā)生后，要根據(jù)故障診斷的基本方法迅速排除故障，盡快恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行，將故障的產(chǎn)生的損失最小。

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