浅析PLC控制系统的维护与维修

2019-01-16张晓晨

中国设备工程 2019年3期

张晓晨

（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）

PLC是可编程控制器的英文缩写，具有编程灵活、可靠性好、开发方便等特点，在很多工作环境下都可以采用该装置作为控制核心，以稳定的电气特性得到了广泛的应用，可以对要求可靠性高的关键执行机构进行控制。但是如果执行机构的控制器产生故障，可能会对控制对象造成较大的影响，严重的会引发安全事故。所以，应该针对PLC控制器的特点和控制对象的电气回路构成的电气系统进行分析和判断，及时有效的排除电气故障，做好PLC控制系统的维护和维修。控制器出现故障的可能性较小，而在整个控制系统范围内的其他电气元件，比如说中间继电器、传感器和执行机构等由于长时间的工作会出现各类电气故障。PLC控制系统在应用过程中，电气维护人员应该掌握PLC控制技术，可以提升维修效率，保证系统快速的恢复工作。

1 PLC控制器的维护

PLC控制系统在实际的应用中，时常会产生一些电气故障，引起控制系统无法对执行机构进行控制，所以定期对PLC控制系统进行检查和维护是十分必要的。

1.1 供电电源的检查

PLC控制系统的供电电源是容易产生故障的电气元件之一，产生问题的频率较高，供电电源的质量直接影响着其使用期限。

技术人员在控制系统电源进行检查时，首先应用万用表等设施对输出电压进行测量，电压值至少应该达到额定值的85%以上。之后对电源波动范围进行检查，查看电压跳动的数值是否过大，跳动的频率是否太快。如果电压波动频率较大，会导致电源模块的电子元器件的使用寿命降低。在很多实用场合，为了实现供电电压的稳定，会利用稳压电源，如果PLC控制系统运行时间较长，控制程序如果时常出现执行错误，那么就应该对供电电源进行检测，排除故障后，控制系统便可恢复正常运行。

1.2 运行环境的检查

PLC控制系统运行环境，也就是指温度、振动、湿度和粉尘等方面的影响因素，会对PLC控制系统的正常工作带来一定程度的干扰。例如，如果环境温度过高，PLC控制器内部的元器件的电气性能就会降低，会使控制系统的发生故障的可能性增加。如果环境温度太低，模拟输入输出回路的安全性会有所下降，可以引起控制系统无法正常运行。湿度太大会减少内部电气元件的绝缘性能，可能会引发短路故障。而湿度过低，由于太过干燥出现静电导致电路板烧坏。

1.3 安装情况的检查

技术人员在对PLC控制系统进行检查时，应该对PLC控制柜内的元件安装情况进行查看，查看PLC的主CPU以及模块接线端子接线有无松动，各模块之间的电气连接是否完好，继电器或PLC安装螺栓是否紧固等。

1.4 PLC内部锂电池检查

PLC控制器的生产厂家为了保证在停电状态下，内部的数据存储器要可以在一定时间内保存运行数据信息，会在内部安装锂电池。如果电池的报警灯点亮，表明应该在7天时间内及时更换电池。电池的更换程序为：（1）把PLC控制器接通电源持续时间在15秒以上，保证内部存储器的备用电源内的电容器件可以在电池取出后进行短时间的供电，保证数据存储器的数据不会丢失。（2）把PLC控制器的交流电源切断，保证处于无电状态。（3）取走电池盖板。（4）取出原有电池，把新电池安装好。电池的更换时间不要超过3分钟，否则RAM存储器的相关运行程度将会停止。（5）安装好电池盖板。

1.5 制定PLC控制系统维护管理制度

给PLC控制系统制定出管理制度，可以明确维护人员岗位责任，落实好控制系统的维护保养计划，各种设备检查维修应该有相应的记录，标记清楚检查时间，发现的问题、解决的措施、处理后的效果，维护人员应该在记录中签字确认。应该规定至少半年做好一次控制系统的检查和维护，可以有效避免控制系统出现故障。

2 PLC控制系统的试运行和维护检查

PLC控制器经过多年的实践来看，可靠性是非常高的，出现故障的可能性较小，开发出的控制系统设计有系统故障诊断功能，可以提示输入输出模块出现的问题，可以通过上位机的显示器给出提示，可以准确的查找故障点所在的位置，维护人员解决之后，控制系统就可以正常的运行，维修也比较容易，大多问题都发生在外部的线路、中间继电器或者传感器上。系统的故障诊断功能可以把各执行机构或传感器的正常状态与实时状态进行对比，如果状态值出现偏差就会及时给出报警，自我诊断系统有故障进行检测和信息控制输出功能。

2.1 PLC控制系统的初试

PLC控制系统的初次调试会受到供电电源端的错误连接，输入与电源端之间产生的短路，或者导线产生的短路的损害。所以在电源接入到控制系统以前，应该对电源进行检查，各输入输出模块的接线是否出现错误，接地是否正常。如果在需要对PLC控制器的耐压值以及绝缘电阻进行测量，应该使PLC控制器的输入输出模块、供电电源与控制系统连接的导线断开，之后利用每个公共点对控制器进行初步的试运行测试。

2.2 控制程序的下载及检查

通过下载通讯电缆把电脑和PLC控制器进行连接，读取程序并编译成功后，检查程序没有错误，设置好相互间的通讯波特率和站号，进行程序下载。如果下载没有成功，应该查找出原因，一般情况下，在程序下载时PLC控制器应该处于停止状态，如果正在运行会导致下载不成功。同时，应该设置好PLC的站号和通讯速率，如果匹配成功，则下载就会比较顺利。下载完成后，通过电脑端软件使PLC处于运行状态。

2.3 控制系统运行和试验

PLC控制器的运行停止开关一般在通讯端口附近，当把开关拨到运行位置时，PLC控制器就会开始正常运行。在该状态下，通过电脑端软件可以强制改变各输出和输为的状态，也可以改变设置好的数据。可以把定时器设定值进行更改，与中断程序进行关联，可以实现输入和输入端口的扫描频率，影响着数据采集的精准程度。

3 PLC控制系统的故障检查

PLC控制系统出现故障时，维修技术人员应该对故障现象进行分析判断，如果控制系统中配置有上位机系统，查看显示器中是否有故障提示，如果指示出故障发生的部位，应该对该部位进行检查。如果没有配套显示设备，应该首先进行系统的整体检查，依据规定好的检查流程查找故障可能发生的方向，然后结合故障现象进行细化分析，找出具体的故障位置，再对PLC控制系统供电电源进行排查，查看电源指示灯是否常亮，如果电源指标灯熄灭，应该查看熔断器是否断开，线路是否有短路现象。检查PLC控制模块，看运行指示灯是否点亮，一般情况下，PLC控制器出现问题的可能性较小。再对PLC控制的输入输出端子进行检查，输入输出是控制器与外部进行连接的通道，如果开关量输入没有配套中间继电器，出现故障问题很有可能会对端子进行损坏，所以该部位是主要的检查维护部位。再就是对工作环境进行检查，查看是否控制系统的振动是否较为剧烈，温、湿度是否在控制系统可以正常运行的范围内，PLC控制器的PE端子是否单独接地。