PLC故障診斷的基本方法研究

張雪晶

（山東省冶金設計院股份有限公司,濟南 250101）

1 PLC常見故障類型

PLC可靠性比較高，出現故障的概率較低，引起故障的原因有兩大因素。一是外部故障，由外部傳感器或執行機構的故障等引發PLC產生故障，可能會使整個系統停機，甚至燒壞PLC。二是內部錯誤，是PLC內部的功能性錯誤或編成錯誤造成的，可以使系統停機。

PLC見有以下幾種。一是停機。包括CPU、存儲器、輸入輸出、擴展單元等異常報警而停機；二是程序不執行。部分甚至全部程序停止運行，或者是計數器出現指令錯誤；三是某些程序內容出現較大的故障變化。譬如電源ON/OFF操作故障變化、長時間停變化、運行中發生變化等；四是輸入/輸出不動作。輸入信號沒有讀入CPU或者CPU沒有發出輸出信號；五是寫入器不能操作；六是擴展單元不動作；七是PROM不能運轉。

2 PLC故障診斷要點

（1）CPU異常故障。CPU出現異常，并出現報警指令時，要先查看CPU單元連接于內部總線上的所有器件，包括接于內部總線上的器件、總線斷路、短路、微處理器等的外部環路。

（2）存儲器出現故障。存儲器出現故障，并發出報警指令后，先對程序存儲器進行重新編程，判斷是否是噪聲的干擾引起，如果無效，應更換存儲器。

（3）輸入/輸出異常、擴展單元出現故障。輸入/輸出異常、擴展單元出現故障并發生報警指令后，首先查看其連接器的插入狀態、電纜連接狀態，通過分析判斷確定發生故障的單元，再進行更換單元。

（4）不執行程序故障。PLC在運行中，如果不執行程序，通常按著輸入→程序執行→輸出三步逐一進行檢測、分析與判斷。首先對輸入進行檢測，可通過寫入器構成的輸入監視器檢測，或者利用輸入LED指示燈進行識別，如果指示盤上輸入LED出現不亮，則故障可能出現在外部輸入系統，然后再用萬用表進行測量。測出電壓與標準值 不匹配，就可以判斷是輸入單元出現了故障；如果指示盤上LED是亮的，但內部監視器不能檢測，則就可以判斷是輸入單元、CPU單元或擴展單元出現了錯誤；二是利用寫入器上的監視器進行檢測。在檢測屏上，如果其梯形圖的接點狀態與結果有差異，就可以判斷程序出了錯誤，譬如PLC內部的運算部分出現異常、其內部繼電器出現了雙重使用等；三是輸出檢查可用輸出LED指示燈識別。當運算結果正確而輸出LED指示錯誤時，則可認為是CPU單元、I/O接口單元的故障。當輸出LED是亮的而無輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負載系統出現了故障。

（5）電源短時掉電，程序內容消失。電源短時間內出現掉電現象，PLC內部就沒有了程序內容。如電池屬于正常供電，必須進行以下檢測。一是通過反復通斷PLC本身電源來檢查。為使微處理器正確啟動，PLC中設有初始復位電路和電源斷開時的保存程序電路，這種電路發生故障時，就不能保存程序。所以可用電源的通斷進行檢查；二是如果在更換電池后仍然出現電池異常報警，就可判定是存儲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械系統同步發生，這時可檢查機械系統產生的噪聲影響。因為電源的斷開是常與機械系統運行同時發生的故障，絕大部分是電機或線圈所產生的強噪聲所致。

（6）PROM不能運轉故障。當PROM不能運轉時，先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片。

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

3 PLC故障診斷的基本方法

（1）PLC 異常發生時的判斷。PLC系統出現異常時，要想快速知道異常現象的原因并迅速處理故障，在進行切斷電源與復位步驟之前，首先判斷兩項內容，一是查看PLC系統的機械動作狀態是否處于正常；二是對PLC系統的電源、RUN以及輸入輸出指示燈進行查看，看看這些顯示內容是否處于正常狀態。

（2）PLC異常狀態的判斷。PLC系統出現異常狀態時，要觀察異常狀態變化現象。可通過切換系統關停按鈕進行檢測與判斷，將運行狀態切換至停止狀態，然后快速復位，再切換至“運行狀態，看是否有變化。或者在保持運行狀態時，拉下PLC電源開關，然后再送上。以上步驟的操作，如果能恢復PLC系統的異常狀態，就可以判定出故障部室發生在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硬件出現故障一般有兩大現象，即具有持續性與重復性。其故障判斷如下：落下PLC的電源開關，幾秒鐘后在合上，然后進行復位。看是否還有故障，如果反復操作幾次，仍然出現雷同的故障現象，則PLC本身的硬件出現了故障。如果在操作中，相同的故障沒在發生，可以判定PLC系統故障是有就說外部環境造成的，譬如一些干擾信號或者有瞬時停電、端子螺釘松動以及端子聯接接觸不良引起。

（4）程序錯誤判定。PLC系統的程序錯誤最好的方法是在仿真軟件PLCSIM中下載你的程序，然后運行，等到SF燈變紅時打開CPU的診斷緩沖區，用鼠標點擊錯誤的行，下面有個OPEN BLOCK按鈕點擊一下，會自動跳到你程序出錯的地方，注意這個方法只在仿真軟件里可用，和實際PLC連接時不可用，找到錯誤后，要用相應的軟件進行修補。由于PLC掉電很容易引起內部程序發生紊亂，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。程序錯誤出現后，在沒有十足把握情況下，一定要請專業的技術服務企業予以處理，擅自改動程序和維修緊密設備電路板可能會造成設備維修難度加大甚至報廢的嚴重后果。

4 結語

總之，引發PLC故障的原因很多，存在不可預見性，但可以可以通過強化日常的認真仔細的點檢查處一些隱患進行消缺，尤其是外部故障，通過定期的維護減少故障的發生。故障發生后，要根據故障診斷的基本方法迅速排除故障，盡快恢復系統的運行，將故障的產生的損失最小。

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