PLC故障诊断的基本方法研究

2015-05-06张雪晶

山东工业技术 2015年3期

张雪晶

（山东省冶金设计院股份有限公司,济南 250101）

1 PLC常见故障类型

PLC可靠性比较高，出现故障的概率较低，引起故障的原因有两大因素。一是外部故障，由外部传感器或执行机构的故障等引发PLC产生故障，可能会使整个系统停机，甚至烧坏PLC。二是内部错误，是PLC内部的功能性错误或编成错误造成的，可以使系统停机。

PLC见有以下几种。一是停机。包括CPU、存储器、输入输出、扩展单元等异常报警而停机；二是程序不执行。部分甚至全部程序停止运行，或者是计数器出现指令错误；三是某些程序内容出现较大的故障变化。譬如电源ON/OFF操作故障变化、长时间停变化、运行中发生变化等；四是输入/输出不动作。输入信号没有读入CPU或者CPU没有发出输出信号；五是写入器不能操作；六是扩展单元不动作；七是PROM不能运转。

2 PLC故障诊断要点

（1）CPU异常故障。CPU出现异常，并出现报警指令时，要先查看CPU单元连接于内部总线上的所有器件，包括接于内部总线上的器件、总线断路、短路、微处理器等的外部环路。

（2）存储器出现故障。存储器出现故障，并发出报警指令后，先对程序存储器进行重新编程，判断是否是噪声的干扰引起，如果无效，应更换存储器。

（3）输入/输出异常、扩展单元出现故障。输入/输出异常、扩展单元出现故障并发生报警指令后，首先查看其连接器的插入状态、电缆连接状态，通过分析判断确定发生故障的单元，再进行更换单元。

（4）不执行程序故障。PLC在运行中，如果不执行程序，通常按着输入→程序执行→输出三步逐一进行检测、分析与判断。首先对输入进行检测，可通过写入器构成的输入监视器检测，或者利用输入LED指示灯进行识别，如果指示盘上输入LED出现不亮，则故障可能出现在外部输入系统，然后再用万用表进行测量。测出电压与标准值不匹配，就可以判断是输入单元出现了故障；如果指示盘上LED是亮的，但内部监视器不能检测，则就可以判断是输入单元、CPU单元或扩展单元出现了错误；二是利用写入器上的监视器进行检测。在检测屏上，如果其梯形图的接点状态与结果有差异，就可以判断程序出了错误，譬如PLC内部的运算部分出现异常、其内部继电器出现了双重使用等；三是输出检查可用输出LED指示灯识别。当运算结果正确而输出LED指示错误时，则可认为是CPU单元、I/O接口单元的故障。当输出LED是亮的而无输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。

（5）电源短时掉电，程序内容消失。电源短时间内出现掉电现象，PLC内部就没有了程序内容。如电池属于正常供电，必须进行以下检测。一是通过反复通断PLC本身电源来检查。为使微处理器正确启动，PLC中设有初始复位电路和电源断开时的保存程序电路，这种电路发生故障时，就不能保存程序。所以可用电源的通断进行检查；二是如果在更换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外部回路的漏电流异常增大所致；三是电源的通断总是与机械系统同步发生，这时可检查机械系统产生的噪声影响。因为电源的断开是常与机械系统运行同时发生的故障，绝大部分是电机或线圈所产生的强噪声所致。

（6）PROM不能运转故障。当PROM不能运转时，先检查PROM插入是否良好，然后确定是否需要更换芯片。

（7）电源重新投入或复位后，动作停止。这种故障可认为是噪声干扰或PLC内部接触不良所致。一般要检查一下电缆和连接器的插入状态。

3 PLC故障诊断的基本方法

（1）PLC 异常发生时的判断。PLC系统出现异常时，要想快速知道异常现象的原因并迅速处理故障，在进行切断电源与复位步骤之前，首先判断两项内容，一是查看PLC系统的机械动作状态是否处于正常；二是对PLC系统的电源、RUN以及输入输出指示灯进行查看，看看这些显示内容是否处于正常状态。

（2）PLC异常状态的判断。PLC系统出现异常状态时，要观察异常状态变化现象。可通过切换系统关停按钮进行检测与判断，将运行状态切换至停止状态，然后快速复位，再切换至“运行状态，看是否有变化。或者在保持运行状态时，拉下PLC电源开关，然后再送上。以上步骤的操作，如果能恢复PLC系统的异常状态，就可以判定出故障部室发生在PLC硬件故障或软件上，有可能是噪声干扰、电源异常等外因造成的异常。

（3）PLC硬件故障判断。PLC硬件出现故障一般有两大现象，即具有持续性与重复性。其故障判断如下：落下PLC的电源开关，几秒钟后在合上，然后进行复位。看是否还有故障，如果反复操作几次，仍然出现雷同的故障现象，则PLC本身的硬件出现了故障。如果在操作中，相同的故障没在发生，可以判定PLC系统故障是有就说外部环境造成的，譬如一些干扰信号或者有瞬时停电、端子螺钉松动以及端子联接接触不良引起。

（4）程序错误判定。PLC系统的程序错误最好的方法是在仿真软件PLCSIM中下载你的程序，然后运行，等到SF灯变红时打开CPU的诊断缓冲区，用鼠标点击错误的行，下面有个OPEN BLOCK按钮点击一下，会自动跳到你程序出错的地方，注意这个方法只在仿真软件里可用，和实际PLC连接时不可用，找到错误后，要用相应的软件进行修补。由于PLC掉电很容易引起内部程序发生紊乱，甚至丢失，因此，PLC编程一定具有拷贝程序，一般保留在EPROM子卡中。程序错误出现后，在没有十足把握情况下，一定要请专业的技术服务企业予以处理，擅自改动程序和维修紧密设备电路板可能会造成设备维修难度加大甚至报废的严重后果。