基于PLC控制的設備電氣故障處理

張彬彬

長客裝備公司資產管理部 長春市

通過大量故障統計，基于PLC控制的設備大部分故障都來自PLC外圍，PLC本身故障很少，因此應本著優先檢查外圍設備，先輸出、再輸入最后PLC的原則診斷故障。首先查看PLC的輸出部分，如果對應輸出點全部輸出，而這時設備還沒有動作，故障點就存在于輸出點之后，可以查看之后連接的線路與驅動器件，如電磁閥、繼電器等。如果輸出點沒有或沒有全部按照控制要求輸出，則故障存在于輸入與PLC上，這時查看PLC相應的輸入指示燈，查看輸入信號是否全部進入PLC的輸入。如果沒有全部進入PLC，故障在輸入部分；如果輸入信號全部輸入，故障存在于PLC上。這時查看PLC的狀態指示燈判故障，如電源指示燈不亮，可能是PLC的電源損壞或斷開，ERR指示燈亮，表示程序錯誤或丟失。

在上述方法基礎上，根據實際情況可適當采用一些技巧，不但可快速找到故障點，還能減少工作量。

1.半自動磁粉探傷機磁懸液不噴淋

圖1 PLC程序

檢查PLC輸出（圖1），發現在控制噴淋輸出時，Y25輸出指示燈不亮，噴淋按鈕（X20）已經按下，控制方式為手動（X2），在PLC的輸入上X20和X2指示燈均亮，輸入條件滿足。聯機后查看PLC程序，Y25的狀態是1。用萬用表測量控制噴淋的電磁閥線圈兩端電壓為0V，此時測量Y25輸出點與COM之間電壓為DC 24V，由此判斷輸出點損壞。可通過程序更換輸出點，相應調整輸出控制線。常規方法是找到未使用的輸出點Y4，將程序中的每個Y25都改成Y4。本例采用在故障輸出點上并聯新輸出點的辦法（圖1虛線框），這樣只需更改1個點即可解決問題。將新程序寫入PLC，Y25端的線接到Y4上，設備恢復正常。

直接在原損壞的PLC輸出點并聯新輸出點，而不是更改原輸出點。這樣程序改動量小，同時可避免原輸出點的其他關聯控制出現錯誤。

2.Q7680拋噴丸清理機故障

Q7680拋噴丸清理機按下1#～9#任意一個拋丸機啟動按鈕，拋丸機運行約3s，停止工作。該設備采用OMRON C200HE PLC，首先查看PLC輸出，發現控制電機的輸出點輸出后立即斷開，并且其他常閉輸出點閃斷一下后重新接通。觀察PLC的電源指示燈也出現一次閃爍（接通—斷開—接通），懷疑故障由PLC電源閃斷引起。分析原因可能是PLC的輸入或輸出在動作時引起短路。從輸出入手檢查故障，查看圖紙PLC的電源與PLC的幾個輸出模塊連接在一個變壓器上，控制輸出模塊電源的是 QF43（AC 220V）和 QF55（DC 3V）兩個空開。關閉 QF55，故障依舊，關閉QF43，再按下任意一個拋丸機啟動按鈕，PLC閃斷現象消失。表明判斷正確，是某個輸出模塊出現問題導致閃斷。輸出模塊P1～P5分別由QF44～QF48控制，分別斷開QF44～QF48，當斷開QF48時，故障消失，故障就出在QF48連接的輸出模塊上。此模塊的連接均是電磁閥，測量此模塊上輸出點對N的電阻，電阻很小的就是故障點。最終判斷故障點為12.13輸出點（2#噴槍2號排氣閥）。更換電磁閥后故障解決。

處理該故障也可采用程序分析法，即從輸出點入手，分析1#～9#控制的輸出點，再逐一排查故障。但是由于程序較大，輸入和輸出點非常多，邏輯關系也較為復雜，這樣會增加處理故障時間。采用實例中的解決方法可避開復雜的邏輯關系，快速找到故障點。

3.3000型輪對探傷機故障

3000型輪對探傷在手動狀態下持續按住電機轉動按鈕，電機在轉動過程中停止（正常狀態電機會持續轉動）。在自動狀態下試了幾次，電機運行正常。

使用歐姆龍CX-Programmer編程軟件查看相關程序（圖2）。在程序段1中，轉動電機轉動時10.05指示燈亮，不轉時10.05不亮，表明PLC的輸出良好。200.04和200.09都能控制10.05，根據程序分析200.4控制手動滾動動作，200.09負責控制自動狀態下的滾動。在程序段2中按下轉動按鈕0.05，205.02在下降沿微分產生1個脈沖在1個周期內導通，200.04自鎖。但轉動停止時自鎖失效，在程序實時監控中看不出是哪個點出現閃斷造成自鎖失效。

圖2 PLC程序

結合程序，按照常開和常閉將程序段2中最后一條語句的元件分成兩組，常閉點 200.03、1.00、CNT020、1.10、CNT032 為第一組，常開點 205.02、200.1、TIM009、200.07、201.12 為第二組。首先用鼠標右鍵分別點擊第一組的每個元件并在彈出菜單上選擇強制為off，觀察設備轉動時的狀態，故障依舊。

用同樣辦法強制第二組的每個元件狀態為on，嘗試多次轉動正常，表明故障在第二組的元件中。將第二組的元件分成兩個小組，205.02、200.01、TIM009 為 A 組，200.07、201.12為 B 組。分別強制狀態為on，觀察轉動狀態A組為on時故障現象存在，證明故障在B組。同理分別強制200.7和201.12為on，最終觀察到當200.07為on時，故障現象消失，恢復正常狀態時，故障現象繼續存在，據此判斷200.07為故障點。

200.07 點由程序段3中的線圈元件200.07完全控制，說明線圈 200.07有故障。線圈 200.07的狀態由 1.08、1.09、200.15控制。1.08和1.09對應的SQ5、SQ6是兩個緩沖開關，只有當1.08和1.09均為1，同時200.15狀態為0時200.07才能為1。分別強制1.08和1.09為on，200.15為off，觀察設備故障現象。最終確認故障點為1.09（緩沖開關SQ6），由于SQ6松動，有時產生振顫，造成電機轉動時意外停止。緊固開關后，故障解決。

由于PLC對應的動作輸出點沒有輸出，可認為是輸入沒滿足觸發動作的條件，在線監視找出故障點。若程序變化較快，肉眼無法分辨，可通過強制改變元件狀態的辦法觀察故障是否變化，最終鎖定故障點。 W13.12-19