【PLC知識】探討PLC在運行過程中的常見故障及處理方法

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摘要：本文主要通過對PLC進行簡要介紹，根據其在運行中容易發生的故障，從多個角度出發，詳細分析不同故障的分布階段、原因，並積極提出相應的處理方法。

隨著我國科技水平顯著提高，PLC控制系統得到越來越多應用，同時技術人員對其使用要求也在逐年增高，因此，系統運行過程中存有的一些問題，也越來越受到關注。一、PLC簡介自20世紀60年代以來，可編程式控制制器（以下簡稱PLC）由於方便可靠、價格適中等特點得到迅猛發展，越來越多地使用在工業自動化控制系統中。如今的PLC更是優於傳統PLC，其系統構建理念更為先進、硬體性能也更高。PLC採用模塊化設計，一般來講由電源模塊、控制器模塊、I/O模塊、通信模塊、網路模塊等組成，採用無源數據匯流排背板結構，可實現多種複雜控制任務。二、PLC總體故障分析從運行時間來看，PLC控制系統故障一般可分為早期故障、中期故障及晚期故障三個階段，要認真分析各階段故障產生的原因，並針對性地採取相應措施，以減少故障造成的影響。（一）早期故障從系統設計而言，早期故障常由於程序設計不合理、製造安裝失誤、元件質量不合格及設備選型不當等多種因素導致。系統往往需經長時間的反覆「磨合」，如設計改造、設備重新選型、改善工藝流程等才能順利投產應用。因此，該段時間裡，相關設計人員、採購人員、調試人員及運行維護人員要相互溝通，儘可能多地找到潛在故障因素，使問題及早暴露並得以解決，保證系統能正常、穩定的繼續運行。（二）中期故障中期故障主要表現在系統進入生產運行階段的時候，該階段比較穩定，系統運行狀態最佳。在這個時期比較容易暴露機械設備故障，而機械設備故障往往能直接影響PLC系統IO模塊，損毀現場儀錶。因此，這段時間主要以例行檢查與日常維護為主，及時排查故障設備並消缺。（三）晚期故障晚期故障主要是由於構成系統的部件老化、性能降低、穩定性變差等所致，呈故障隨時間推移逐漸增多態勢。因此，需要及早制定預防性維修計劃，做好備件儲備，按時更換老化部件，保證系統得以正常運行。三、PLC控制系統常見故障與處理方法 PLC控制系統出現故障的幾率不大，但由於設計、安裝、使用環境、老化等原因在實際運行過程中也難免故障的發生。根據日常運行維護經驗，PLC故障主要表現為自身故障和外部故障，自身故障可通過自診斷判斷，外部故障則主要通過經驗和程序分析。PLC常見故障主要表現為電源系統故障、CPU運行故障、通訊故障、輸入輸出故障等。（一）故障整體排查思路故障發生時，如何能快速、正確地找到故障點是每一個程式控制人員必須要學習的。故障排查的整體思路為首先根據故障現象大體判斷一個故障方向，再逐步細化，一步步縮小範圍直至找到故障點，達到消除故障的目的。（二）常見故障分析及處理方法1．電源系統故障 PLC UPS電源、電源模塊、24V開關電源中無論哪種電源出現故障都會影響整個PLC的運行，因此在發現電源顯示錯誤後要及時進行排查糾正。如果各部分功能正常，則說明為LED顯示故障，否則應先檢查外部供電電源，外部電源正常再檢查系統內部電源。

一般故障表現為LED電源指示燈滅，可能的原因有指示燈壞或保險絲斷、無外部供電電壓或電壓不合格、電源模塊故障等幾種情況。通常採取的措施也是基於以上幾種原因：如果為指示燈或保險絲壞則更換故障部件即可；如果沒有供電電壓，就要檢查外部供電設備是否故障或插座、接線等是否鬆動，使電壓得以提供；如果電壓超限不合格，則需要檢查UPS穩壓功能或調節電壓至合適範圍；若為電源模塊、UPS或24VDC開關電源自身故障，則只能更換相應設備了。2．CPU運行故障 CPU作為PLC控制系統的核心部件，在實際運行工作中故障幾率不大，但容易受其他因素影響。CPU運行故障常表現為無法啟動、頻繁停機、與編程器無法通訊等，但電源指示燈亮。無法啟動原因多為電壓超限（過高或過低）、內存自檢系統出錯、CPU或內存板自身故障，可通過調節電壓至合理範圍、清理內存並初始化、更換CPU或內存板等來解決；頻繁停機則多為電壓接近高低限值且不穩所致，可通過調整電壓並加裝穩壓裝置來解決，還可能是模塊插裝接觸不良、CPU或內存板故障、CPU或內存板內部元器件鬆動等，可分別通過重新插拔緊固、更換CPU或內存板等來解決；與編程器無法通訊，可能的原因為通訊電纜插接鬆動或故障、CPU或編程器通訊介面故障、通訊口參數設置不正確等，處理辦法分別為插緊後重新聯機或更換故障電纜、更換通訊介面、檢查介面參數並重新設置。3．通訊故障通訊對PLC網路控制至關重要，有時各主、從站的通訊處理器和通訊模塊均顯示正常工作，但仍有通訊問題存在，影響系統正常運行。通訊故障主要表現為主站無法通訊、從站無法通訊、單一模塊不通訊、通訊正常但通訊故障燈亮，下面將一一分析介紹。主站不通訊通常的原因有通訊電纜故障、交換機故障、通訊處理器故障，可分別通過更換通訊電纜、斷電後重啟、清理後重啟來解決，對於後兩種原因，如若重啟後仍無法解決，可考慮更換；從站不通訊，故障原因多為分支通訊電纜故障、通訊處理器地址開關錯誤、通訊處理器鬆動或故障，解決辦法為更換故障通訊電纜或重新插接緊固、檢查並重設開關地址、緊固或更換處理器，一般問題通過這些措施都能解決；對於單一模塊不通訊，最可能的原因為模塊安插不牢，接觸不好，可將模塊取下重新安裝緊固，若仍不能解決則考慮為模塊故障或模塊組態問題，可先檢查模塊組態，如確有錯誤應對其重新組態，若組態沒有問題則可考慮更換該模塊。4．輸入輸出故障輸入輸出的模塊化設計，為PLC控制系統增加I/O介面提供了方便，尤其是其作為PLC與現場設備的直接介面，是較容易出故障的部位，雖更換快捷，但故障往往由外部設備所致，因此故障現象及原因也就更為多樣化，這裡只分析其中兩點。一是輸入不規則通斷，造成這類故障的原因很多，常見的為雜訊導致的誤動作、外部輸入電壓過低、端子接觸不良三種，解決辦法為加裝抗干擾裝置、增強輸入電壓使之在正常範圍、緊固端子；另一種常見故障為全部輸出不接通，原因多為負載電源未接通、負載電源電壓低、保險絲熔斷、端子鬆動等，可通過接通電源、提供所需電壓及更換保險、緊固端子來解決。

結束語總而言之，PLC是工業控制領域的主流設備，隨著這項技術在應用的過程中各項功能越來越完善，性能也越來越強。文章分析了PLC控制系統在運行過程中的常見故障及故障整體分布特點，並積極探討解決方法，能夠促使其結構、可靠性等方面都有所提升，在未來的發展過程中，PLC控制系統的應用將會更加廣闊。