PLC系统常见故障分析及维修探讨

2019-01-16王晨雨

中国设备工程 2019年3期

王晨雨

（大庆油田有限责任公司第一采油厂仪表安装维修大队，黑龙江大庆 163000）

在工程建设过程中，不断的完善PLC系统的管理能够在很大程度上降低工程的运行成本，节省大量的操作时间，提升工程整体的运行效率。从PLC系统实际运行的角度来看，不断的发现系统运行中出现的问题，并针对具体故障模式找出相应的解决措施，并利用现代先进的技术手段对系统进行技术上的创新研究，改善系统运行情况，这样才能让PLC系统在工程项目中发挥出最大的作用。

1 PLC系统的电器调整和按装

1.1 PLC系统按装过程中需要注意的事项

要想正确的使用PLC系统，就需要针对其装置的型号规格、设备结构、编程模式、I/O模块特性、按装以及维护注意基本常识等事项进行充分的掌握。PLC可以同时实现直流和交流供电，其中供电电源为直流电时，其电压值在20.4～28.8V之间，而供电电源为交流电时，其电压值为85～264V，因此，在进行PLC系统的安装时，首先要明确其供电方式，否则可能会导致CPU烧坏等现象的出现。另外在进行I/O模块接线的时候，要严格的按照I/O分配表来进行。但是在进行布线的时候要注意保证低电平信号线与电源的电缆要单独进行敷设，而且两者之间的布设距离要超过200mm，如果在必须要进行同槽布线的时候，要保证信号线是屏蔽电缆。另外布线长度大于300m的时候，要选择使用中间继电器或者使用远程I/O模块来进行连接。传输模拟信号在进行布设的时候，要保证其屏蔽线的一端的接地保护良好。PLC系统的使用必须要具备直径达到标准要求的接地线，系统中的一些强电设备的壳体、柜体、底座等相关设施要进行严格的接地保护。控制柜内部的照明不能使用荧光灯。

1.2 PLC系统内的工作调试

PLC系统在现场的使用中进行调试以及维修的工作很少，而且用户程序的调整也非常便捷，PLC系统本身带有非常成熟的自我诊断功能，而且PLC系统中的LED知识以及编程器等可以为用户提供实时的梯形状态图，这样就可以通过状态图来判断系统的故障形式。PLC系统具有非常简易的编程方法，其中梯形图是最为常用的一种编程语言，该语言具有形象、直观的特点，而且整个系统的电路的表达方式与继电器比非常相似。如果对传统继电器的原理图有一定的了解，就可以将远离转化为梯形图，最后完成程序的编辑并将其装载到CPU中。PLC系统的运行主要依靠的就是CPU，CPU是整个系统的中枢，因此要保证其安装在与电源距离最近的第一个槽中。PLC在运行的过程中会不断的对系统中各种任务进行查询、判断和执行，而且整个任务的扫描是循环进行的。

在针对PLC进行模拟调试的时候其主要的流程为：首先要将编辑器插入，并在系统中输入保护字对程序的内容进行保护；然后就入系统的监控界面，对系统中不同输入以及输出点的状态进行监测，可以用小开关通断的形式来模拟输入信号；PLC系统内部的发光二极管可以直观的现实出信号的状态；PLC系统的统调要通过修改运行程序或者将模块进行更换等手段来实现。需要注意的是，要谨慎的使用删除程序，针对单个或者某一部分指令进行删除的时候可以使用DEL/PRV来逐一的进行删除，这样就可以避免在进行删除的时候出现操作失误导致将系统的全部程序删除。

2 PLC控制系统在实际应用中常见的故障及解决措施

2.1 PLC系统用户程序包不稳定以及解决措施

在PLC系统运行的过程中会受到来自内部以及外部等干扰源的干扰，而这些干扰源理论上不能实现完全消除，而只能针对具体的干扰模式进行限制。针对生产作业现场出现的干扰源，通常情况下会针对供电电源与接地保护、使用屏蔽线布线以及抗噪声等几个方面来进行。如果系统中存在扩展单元的情况下，要保证供电电源与基本单元的开关控制实现统一，这样才能充分保证系统与基本单元实现开断电的控制的同步。PLC系统中的电路主要有内部电路以及外部电路两种，CPU、内部存储器、各种接口共同组成了PLC的内部电路，而A/D、D/A模数转换器是其主要的外部电路，外部电路要实现共接模拟地，而PLC的地板与中央接点要采用星型的连接方式来连接，而且连接的铜线必须要短粗，这样才能避免在PLC系统运行中出现噪声干扰。当PLC系统的线路板出现故障的时候，要保证维修过程中不对原始的电路设计方案进行更改，并且不能随意的改动电路的布置，从而避免线路板维修后出现因为认为因素造成的系统信号干扰情况，导致系统运行不稳定。如果PLC系统的运行环境中存在强磁信号或者粉尘污染情况比较严重的现象，要针对不同的情况采取相应的应对措施。可以在PLC的底板上加装镀锌板，并将接地保护线改成铜线，并保证接点线与底板有一定的连接，具体的讲就是要保证接触的截面积要大于1.0mm，这样通过外壳与镀锌板与接地线就构成了一个屏蔽体。另外，如果将屏蔽总线的中央点连接在参考点位上，或者将电缆的两头进行接地保护，这样就可以实现模拟信号以及数字信号的高频干扰信号屏蔽。PLC控制系统在运行的过程中死机或者数据丢失是一种比较常见的故障模式，而出现这种状况的主要原因是因为接电线接触不良、接电线连接错误或者是受到了外界干扰源的干扰。在进行系统故障预防的时候，要保证做好程序备份再通过设备维护管理等手段进行预防。此外，PLC系统在运行过程中会经常出现周期性的死机现象，但是系统本身没有给出具体的死机特征，在重启系统后，PLC系统有能正常运行。针对这种情况，首先可以PLC系统的输入电源线之前安装一个电容器，该电容器的规格为2.2mF，而且要保证电容器与电源输入线是并联方式，这样就可以将一些高频的干扰脉冲信号过滤掉；另外，使用纯度为95%的酒精对PLC的机架插槽接口进行擦拭，保证其清洁性，这样就可以很好的解决周期性死机故障。

2.2 PLC系统故障查找技术

PLC系统在运行过程中出现故障的时候要及时的对其进行监控。首先要及时对系统内部的发光二极管以及LED指示灯进行检查，查看系统本身以及外部运行是否正常，这是检查PLC系统运行故障的一种基本方法。然后将编程器插入，并将其设置为RUN状态，然后按照以下顺序进行故障检查：第一，找出故障点，通过编程器对信号输入输出状态的现实可以确定PLC出现故障的位置。第二，比较编程器现实状态与指示灯状态，如果出现差异，则需要更换模块，更换前要先检查I/O的实际连接情况。第三，如果输入的状态跟模块LED指示一致，在比较发光二极管与纤维开关以及相关输入装置的运行状态，如果相同则可以进行下一模块检测、第四，如果信号的定时器停止在了非零值上，而且数值小于999.9，那么就需要更换CPU。第五，如果是计数器模块，则需要针对其复位逻辑进行检查，然后在查看其信号状态是否正常。

2.3 PLC系统内故障原因以及处理措施

PLC系统在实际的使用中非常容易出现问题，而且故障的形式比较多样，其中，操作不当造成的故障比较常见，因此要针对操作人员进行专业技能培训，提升操作人员技术能力。此外，PLC本身的安装质量也是造成PLC故障的主要原因，PLC安装出现问题，非常容易导致系统运行受到干扰。因此，要严格管理PLC安装过程，保证PLC系统的安装质量。同时加强对PLC系统的维护保养，保证相关元件的清洁，这样才能保证PLC系统运行的稳定。