可編程控制器的常見故障分析與處理

李海兵

（四川職業技術學院，629000）

近年來，隨著全球電子信息技術以及機械生產水平的不斷提升，各種控制裝置受到很多企事業單位領導的喜愛。可編程控制器作為新型的控制裝置，其在自動化工業控制領域內的應用范圍十分廣泛，其構成自控系統能夠長期穩定的開展各種控制工作，但是因為環境變化異常和使用不當等情況的制約，經常會使控制器出現各種各樣的問題，從而影響正常生產工作，甚至還會導致較為嚴重的故障隱患問題發生，影響企業正常的產品產出，接下來，本文就重點對可編程控制器的常見故障進行分析：

1 日系PBI可編程控制器的常見故障分析

為了增加可編程控制使用的期限，保證控制其在整個生產環節中能夠更好的提供產能輸出，我們就必須對可編程控制器系統內可能會出現的問題進行分析與研究，比如像元器件的老化問題和設備損耗問題等，我們必須對這些問題有一個較為全面和清晰的認識與判斷，從而便于在故障發生之前采取科學合理的防范措施阻止發生故障的一切因素的形成，或者是在故障出現后以最快的速度制定出相關故障的解決措施，做到盡快修復故障，從而避免生產停滯問題的發生。

1.1 可編程控制器的系統故障概念分析

系統故障指的是在整體控制系統內，其中擺闊了PLC控制系統、電子元器件和機械設備等一系列相關的生產設備出現失效或者是故障情況的總和。可編程控制器控制部分主要包括了中央控制器、輸入輸出設備、擴展設備、主機箱以及相應的外部控制設備和控制程序。可編程控制器的現場設備主要包括了各種電動機、線路、閥門、傳感器、接觸器以及電子閥等。

1.2 可編程控制器系統的故障分析

可編程控制器常見的故障有：第一，在電子控制器控制系統中只有少量的故障會發生，這些故障大約站到了裝置故障總量的5%，這5%的故障主要包括了中央控制器故障（中央控制器故障大約站到內部故障總量的十分之三），出現在電源模塊、存儲器、處理器、系統總線以及通訊模塊等結構上的故障大約站到了內部故障總量的十分之七；第二，大量故障約占裝置故障總量的95%，這部分故障主要發生于傳感器運和啟動器等連接控制器件和執行控制器件的電纜方面，這些故障較為復雜，且故障原因查找較為麻煩，很難快速的發現問題并及時解決問題，與此同時，這類故障錯綜復雜排列與可編程控制器內，牽一發而動全身，即使很小一點的問題也很有可能造成控制器的全盤癱瘓，從而嚴重影響了可編程控制器的正常運行。

1.3 CPU和電源故障分析

第一，保險熔斷次數過多，其主要原因是電壓切換過程中端子的設定不正確或者是電源短路。

第二，指示燈電源不亮問題，其主要原因是保險熔斷、電壓切換過程中端子設定出現問題以及LED指示燈出現故障。

第三，運行燈不亮，其主要原因是程序出錯，比如像在編程過程中沒有編寫結束指令等、電源損壞、運行燈破損、輸入輸出設備的位置出現變動。

第四，CPU在運算過程中出現錯誤運算，其主要原因是監控操作過程中錯誤改寫了原有程序、較大干擾導致程序的存儲器出現較大變動、電源供應過程中有斷續情況發生、電源損壞、外部噪聲干擾、鋰電池的電壓不夠等。

1.4 輸入單元的故障

第一，輸入接點接通情況不理想導致LED燈不亮，其主要原因是沒有添加外部的輸入電源、輸入單元的電壓不能滿足需求、端子的排壓線出現松動情況、單元內部出現故障比如像輸入驅動電路或者是繼電器線路損壞。

第二，輸入關斷出現故障，其主要原因是繼電器出現損壞。

第三，輸入接點出現不規則的通斷情況，其主要原因是輸入線或者是壓線端子的連接狀況出現問題、噪聲引起動作上的錯誤、輸入的電壓不滿足設備需求。

第四，特定的繼電器接點連通出現問題，其主要原因有輸入線路出現斷線情況、端子與輸入線的連接出現問題、外部的輸入時間過短、輸入指令過程中使用了特殊的輸入接點符號等。

第五，特定的繼電器出現關斷失靈故障，其主要原因有輸入電路出現故障、指令輸出過程中使用了特殊的輸入接點符號等。

第六，輸入接點的動作正常但是LED顯示燈卻不亮，其主要原因是因LED顯示燈損壞造成的。

1.5 輸出單元的故障

第一，輸出接通故障，其主要原因有沒有增設負載電源、負載電壓不能滿足設備需求、輸出端子的連接情況不滿足設備需求、保險熔斷、總線插座的不良接觸情況、輸出單元的內部故障（比如像繼電器出現損壞等）。

第二，輸出關斷失靈，其主要原因是輸出單元出現內部故障（比如像繼電器出現損壞）。

第三，輸出接點的不規則通斷故障，其主要原因有外部負載的電壓過低、程序中的指令繼電器號出現重復情況、噪聲引發誤動作、端子與輸出線的不良連接等。

第四，特定的繼電器號出現不接通輸出故障，其主要原因有信號輸出的時間過短、程序指令繼電器號出現重復、輸出配線出現斷線情況、端子的不良連接情況。

第五，特定的繼電器號輸出關斷失靈故障，其主要原因有程序中的指令繼電器號出現重復情況、因為負債電壓和剩余漏電流的影響使得接點無法復位等情況。

第六，輸出接點的工作正常但是LED燈不亮，其主要原因是LED燈損壞。

1.6 程序故障

程序無法正常送出或寫入，導致這一故障的主要原因有可編程控制器的連接電纜出現不良連接情況，可編程控制器出現內部故障情況（比如像按鍵損壞等）。

2 日系PBI可編程控制器系統的故障處理問題研究

可編程控制器控制系統的大部分故障都集中在外部設備上，只有很少一部分故障發生在可編程控制器內部，所以，在對可編程控制器進行維修的過程中應首先將注意力放到外部設備上。其次，在這很少一部分的控制器內部故障中，只有約10%的故障出現在控制器內部，剩余故障大多發生于I/O模塊內，在發生故障時，我們應首先確定發生故障的位置，確定故障是發生在內部設備中還是發生在外部設備中，如果故障發生在內部設備中，我們應進一步確定故障是發生在控制器內還是發生在I/O模塊內，最后我們才應當確定故障是發生在軟件故障上還是硬件故障上。

2.1 利用可編程控制器的輸入輸出燈判斷發生故障的大體方向

指示燈是否處于亮狀態是一個直接而有效的故障發現和檢測手段，外部設備故障通常都會發生在接觸器、繼電器；運控轉換設備、接地轉換設備、開關、安全保護設備；信號線噪聲、地線噪聲、電源噪聲等設備上，因此，排除起來就較為容易。可編程控制器自身故障通常有電源電壓故障，但是電壓故障不一定與電源電路有關，有些時候內部短路也會導致電壓故障出現；輸入模板故障；控制器內部的其他電路故障；控制器。

2.2 利用上位監控系統功能判斷二級故障

利用尚未監控器的在線監控功能，通過監控梯形圖監控故障，比如軟觸電不同顏色顯示信號代表了不同狀態，查找XO，設備若顯示NO，則表示輸入信號送入到二級控制器內，然后檢查輸出YO，如果設備顯示NO，則表示輸出信號在控制器中的寄存器內已經形成。輸入輸出端口如果出現損壞，可以使用冗余端口對程序進行修改，從而使設備恢復到正常運行狀態。

3 總結

由于科學技術發展速度日益迅猛，很多集成化高的儀表設備大量投入到現場生產環節中，伴隨著這種集成化較高的設備大量投入使用，其所帶來的負面故障也很難被查找出來，從而也就增加了設備處理難度，在傳統形勢下，處理故障的方式通常是將卡板更換，更有甚者直接更換整機，如果設備出現故障就需要更換整機的話，那么無疑會增加企業的財政負擔，因此，我們應在儀表裝置分析和內部結構控制方面多下功夫，盡可能的縮小故障可疑的范圍，利用集成冗余軟件功能強大、元件多等特點，更加有效和經濟的處理可編程控制器的常見故障，從而避免資源浪費情況的發生，為國家和企業節省更多的建設資金。

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