可編程控制器(PLC)故障的常見原因及處理方法

　　第一部分

　　可編程控制器（PLC）運行故障的常見原因及處理方法

　　(一)外圍電路元件故障

　　這種故障往往發(fā)生在PLC工作一定時間后的故障中。在PLC控制電路中，如果元器件損壞，PLC控制系統(tǒng)會立即自動停止工作。

　　輸入電路是PLC接收開關(guān)、模擬等輸入信號的端口，其元器件的質(zhì)量、連接方式和可靠性也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。

　　至于開關(guān)輸出，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式。具體選擇哪種輸出形式要根據(jù)負(fù)載要求來確定。選擇不當(dāng)會嚴(yán)重降低系統(tǒng)的可靠性，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。

　　另外，PLC輸出端的負(fù)載能力有限。如果超過規(guī)定的最大限值，必須連接外部繼電器或接觸器才能正常工作。

　　外部繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的質(zhì)量是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見故障包括線圈短路、機(jī)械故障導(dǎo)致固定接觸或接觸不良。

　　(二)端子接線接觸不良

　　這種故障是在PLC工作一定時間后，隨著設(shè)備動作頻率的增加而出現(xiàn)的。由于控制柜接線缺陷、使用中振動增大、機(jī)械壽命等原因，連接器或元器件端子容易松動，導(dǎo)致接觸不良。

　　這類故障的排除方法是使用萬用表，借助控制系統(tǒng)原理圖或PLC邏輯梯形圖進(jìn)行故障診斷和維修。

　　對于一些重要的外圍端子的連接，為了保證連接的可靠性，一般采用焊接冷壓件或冷壓銷的方法。

　　(3)可編程控制器（PLC）干擾導(dǎo)致的功能故障

　　自動化系統(tǒng)中使用的各種類型的可編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的控制設(shè)備。設(shè)計制造過程中采用多級抗干擾和元器件選擇措施，適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境能力強(qiáng)，運行穩(wěn)定，可靠性高。因此，它可以直接用于工業(yè)環(huán)境，無需采取任何特殊措施。PLC的干擾分為外部干擾和內(nèi)部干擾。

　　在實際生產(chǎn)環(huán)境中，外界干擾是隨機(jī)的，與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，無法消除干擾源，只能根據(jù)具體情況進(jìn)行限制。

　　內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)。主要由系統(tǒng)中的交流主電路和模擬輸入信號引起，通過精心設(shè)計系統(tǒng)電路或?qū)ο到y(tǒng)軟件進(jìn)行濾波，可以最大限度地抑制內(nèi)部干擾。

PLC生產(chǎn)現(xiàn)場的抗干擾技術(shù)措施——通常從供電和接地保護(hù)、布線屏蔽和防噪聲四個方面考慮。

　　(1)電源和接地保護(hù)PLC本身的抗干擾能力一般都很強(qiáng)。一般來說，PLC的電源和系統(tǒng)的電力設(shè)備的電源是分開布線的，對來自電力線的干擾一般有足夠強(qiáng)的抑制能力。

　　但是電源的干擾非常嚴(yán)重，可以增加一個帶屏蔽層的隔離變壓器，減少設(shè)備與地面的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果系統(tǒng)包含擴(kuò)展單元，其電源必須與基本單元共享一個開關(guān)控制，即它們的通電和斷電必須同時執(zhí)行。

　　為了抑制附加在電源、輸入端和輸出端的干擾，PLC應(yīng)連接專用接地線。接地線的直徑應(yīng)足夠粗，接地電阻應(yīng)小于4，接地點應(yīng)盡可能靠近PLC，接地點應(yīng)與其他設(shè)備分開。對于供電系統(tǒng)中的高壓設(shè)備，外殼、機(jī)柜、框架、底座、操作手柄等金屬部件必須進(jìn)行保護(hù)和接地。

PLC的內(nèi)部電路包括CPU、內(nèi)存等接口，連接到數(shù)字地。外部電路包括連接到模擬地的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器。PLC底板和中心接地點用粗銅線連接成星形，防止噪音干擾。PLC不接地工作時，PLC的安裝支架應(yīng)電容接地，以抑制電磁干擾。

　　(2)布線布置

　　電氣柜中的布線布局

　　只有屏蔽的模擬輸入信號線才能與數(shù)字信號線安裝在同一個插槽中，DC電壓的數(shù)字信號線和模擬信號線不能與交流電壓線安裝在同一個插槽中。

　　只有屏蔽的220V電源線才能和信號線安裝在同一個插槽中。

　　電氣柜電纜插頭的屏蔽必須可靠接地。

　　電氣柜外部接線布置

　　DC和交流電壓的數(shù)字信號線和模擬信號線必須使用獨立電纜和屏蔽電纜。

　　信號電纜和電源電纜可以一起安裝在一個槽內(nèi)，為了提高抗噪性，建議保證10cm以上的間隔。

　　(3)屏蔽處理

　　一般應(yīng)保證PLC外殼的屏蔽隨電控柜一起浮動。在PLC外殼的底板上安裝一個等電位屏蔽板(一般用鍍鋅板)。保護(hù)接地采用銅線與底板保持少量連接，其截面積應(yīng)不小于1 0mm，以形成等電位屏蔽體，有效消除外界電磁場的干擾。

　　模擬信號的屏蔽總線可以絕緣，中心點可以連接到參考電位或接地(GND)。數(shù)字信號線的電纜兩端接地，可以保證更好的消除高頻干擾。

　　(4)防噪聲措施

　　強(qiáng)磁場中的部件(如變壓器)應(yīng)采用金屬屏蔽，電控柜內(nèi)照明不應(yīng)使用熒光燈。PLC控制系統(tǒng)的電源也應(yīng)采取相應(yīng)的抗干擾措施。

PLC控制系統(tǒng)電源抗干擾方法有三種：隔離變壓器、低通濾波器和頻譜均衡法。其中最常用的是隔離變壓器，因為PLC I/O模塊的電源通常是DC24V，必須由隔離變壓器降壓，再由整流橋整流，或者直接由開關(guān)電源供電。(4)可編程邏輯控制器定期崩潰

PLC周期性死機(jī)的特點是每次PLC運行都會死機(jī)或者程序混亂，或者出現(xiàn)不同的中斷故障，重啟后一切正常。根據(jù)實踐經(jīng)驗，這種現(xiàn)象最常見的原因是由于PLC本體長期積灰造成的。

　　所以PLC機(jī)架槽接口要定期吹掃。吹掃時，可用壓縮空氣或軟刷吹掃控制板和各槽上的灰塵，然后用95%酒精擦拭干凈槽和控制板插頭。清洗后，仔細(xì)檢查一遍，重啟機(jī)器后即可正常運行。

PLC程序丟失通常是由于接地不良、接線錯誤、操作錯誤、干擾等原因造成的。

　　1、PLC主機(jī)和模塊必須有良好的接地。

　　2.主機(jī)電源線的相線和零線必須正確連接。

　　3.提前準(zhǔn)備好備份包。

　　4.使用手持編程器查找故障時，應(yīng)將鎖定開關(guān)置于垂直位置，拔出即可達(dá)到保護(hù)記憶的作用。

　　5.PLC程序因干擾丟失。處理方法可以參考干擾導(dǎo)致PLC故障的處理。

　　第二部分

　　可編程控制器（PLC）故障查找流程圖

　　1號一般檢查

　　根據(jù)總體檢查流程圖找出故障點的大致方向，逐步細(xì)化找出具體故障，如下所示。

　　2號停電檢查

　　當(dāng)電源燈不亮?xí)r，需要檢查電源系統(tǒng)。檢驗流程如下圖所示。

　　3號運行故障檢查

　　電源正常，運行指示燈不亮，表示系統(tǒng)正常運行因某種異常而終止。檢查流程圖如下圖所示。

　　4號輸入/輸出故障檢查

　　I/O是PLC與外部設(shè)備進(jìn)行信息交流的通道。能否正常工作，不僅與I/O單元有關(guān)，還與接線、端子、安全管等部件有關(guān)。