分析西门子PLC控制系统工作原理及常见故障

王超 罗春军 刘明

摘要：自动化技术的迅速发展背景下，在生产当中对自动化技术的应用也起到了良好作用，西门子PLC控制系统的应用大大提高了工作的效率和质量，大大提高了社会生产力。但在西门子PLC控制系统的实际运用当中，会受到诸多因素的影响，从而产生故障问题。因此，必须高效地解决西门子PLC控制系统实际运作中的故障，从而将其作用真正的发挥出来，推动企业的良好发展。

关键词：西门子PLC控制系统;工作原理;常见故障

1西门子PLC控制系统的工作原理

西门子PLC控制系统在输入采样环节，通过扫描方式逐一读取输入的程序与数据，然后将其保存于I/O映象区内的对应单元里。当输入采样工作完成后，便自动进入用户程序执行、输出刷新环节。在后续的工作中，即使输入的程序及信息出现变化，在I/O映象区内对应单元里保存的信息也不会受到任何影响。但是如果PLC控制系统输入的是脉冲信号，其宽度只有大于一个扫描周期，才能确保输入的信息在各种时候都能够被读取。系统的运行过程中，CPU以扫描方式进行操作，不过在程序执行过程中，PLC主要通过对梯形图进行上下扫描，并且在程序左触点构成的控制线路上朝着右方向扫描，如此便能实现整体的左右上下邏辑运算，并根据最终的结果对逻辑线圈在储存区的状况进行刷新等。程序执行过程中输入点在映象区中状态数据不变化，其他都会发生变化。西门子PLC控制系统在用户程序扫描完成后，就进入输出刷新环节。在这一操作过程中，PLC控制系统的CPU可根据I/O映象区内对应单元中的状态和数据刷新全部的输出电路，再通过输出电路对其配套设备进行推动。此过程是PLC控制系统进行的实际输出操作。针对不同排列顺序的梯形图，其程序执行获得的结果也存在差异。此外，应用扫描用户程序的运行结果与继电器控制系统的硬逻辑并行运行的结果不尽相同。但是在PLC控制体统的运行过程中，如果扫描周期占据的时间可以忽略不计，那么两者存在的差别也就微不足道了。

2西门子PLC控制系统常见故障分析

在西门子PLC控制系统的运用过程中，会受到不少因素的影响，导致其发生故障，正是由于这些故障因素导致系统无法正常运行。因此，要想充分发挥西门子PLC控制系统的效用，全面提升企业的生产效率，为企业带来更多的经济效益，就必须保证系统的正常运作，解决故障问题。从西门子PLC控制系统故障分布情况来看，大多是外设故障，这个部分出现故障的比例达到了西门子PLC控制系统故障的95%，而系统本身的故障问题只占据了5%。而解决系统故障，需要加强对硬件设备的维护管理。不过，系统本身的故障有10%是由于内部故障引发的，剩下故障出现的位置全都在I/O模板，因此掌握西门子PLC控制系统的故障分布状况，就能够提升检修效率，对故障的处理也能更加明确。

3如何高效对西门子PLC控制系统故障进行诊断与解决

3.1西门子PLC控制系统故障问题的诊断

当西门子PLC控制系统出现故障问题之后，首先需要通过合理的方法进行诊断，这一点是非常重要的，目的就是为了更高效地处理故障。当代科技的发展也促使系统的诊断工作变得更加便利，能够选取的方式也不少。通过仪器进行专项检测，对西门子PLC控制系统通信运行的状态进行检测，对系统的接地阻值是否符合有关要求进行分析与判断。再者，通过简易故障诊断法的应用，对于西门子PLC控制系统的常见故障的诊断能发挥其积极作用，但是，在应用这一方法的时候就要有相当的经验。故障检测方法的应用中，智能诊断的方法应用是比较先进的，主要是对当前软件的应用，对硬件诊断的效率比较高，能在线查看缓冲区诊断信息从而进行针对性的处理。除此之外，西门子PLC控制系统的故障诊断方法当中，逻辑分析法以及折半查找法和对比替代法也是重要的故障诊断方法。如折半查找法，在其应用的过程中，对整体控制系统结构比较熟悉，有目的有方向进行查找，从而确定系统的故障部位和区域，这样才能有助于系统故障的解决。

3.2西门子PLC控制系统故障问题的解决

西门子PLC控制系统的故障解决措施的实施，要和实际故障的类型和内容相结合，以提高故障解决的效率。结合西门子PLC控制系统的故障情况，我们可以发现，一般存在多层故障。具体来讲，第一层就是该系统的外设故障问题，这种类型的故障也是出现次数相对较多的一种。判断这类系统故障，需要以PLC输入输出的指示灯为初步判断基础，如果指示灯出现同步闪亮的情况，说明输出节点正常，为西门子PLC控制系统的外设出现的故障。这种故障主要是由于接触器和继电器以及开关等故障引起的。在面对这些故障问题的时候，需要及时排查，得出故障出现的原因，则必须马上进行解决。在系统故障检查的过程中，需要对安全回路进行排查，这是由于该处是西门子PLC控制系统的核心所在，其控制着整个系统的运行，因此，将这部分排查清楚有利于后续故障的解决。西门子PLC控制系统控制器故障的发生，主要是内部输入模块的故障所致，或者是电源内部电压不正常所致。内部接入设备比较多，以及输入设备出现短路的时候，就会造成电源停止供电，这就需要切断输入设备电源进行测量，通过上位监控系统进行故障判断。在软触点不同颜色显示不同工作状态下就能了解故障发生的位置。另外，对于PLC自身的故障主要是程序的错误，就要把程序备份进行单独运行来查看故障问题。在实际的西门子PLC控制系统故障问题当中，有时会面临系统死机和故障灯闪亮的现象，这种情况下要重启系统，如果情况未得到改善，需要将电源切断，然后把储存卡取出，接下来将开关往下打，等待10s后再次启动系统。如果这样下来故障依旧存在，那说明是软件的程序出现问题，这时候需要将程序提前备份好，然后展开校检，从而判断系统硬件组态是否正常。如果还不能将故障问题解决，需要将之前的程序恢复好，还要将其传输至空的临时数据区中。

4结语

总之，当前的科学技术迅速发展背景下，工业领域的发展对自动化技术的应用需求在不断增大，西门子PLC控制系统的应用是提高工业领域发展的重要支持技术。要想充分发挥这种控制系统的效用，就必须要解决其中存在的故障问题，这是非常重要的环节。为此该文展开理论研究，目的就是希望能给西门子PLC控制系统故障问题的处理带来一定的启发。

参考文献

[1]王国瑞.西门子单边通讯技术研究及其在轧钢生产线上的应用[J].河北企业，2018.

[2]常焘.关于西门子PLC控制系统工作原理及常见故障应用分析[J].山东工业技术，2018.

[3]郝智刚.关于西门子PIC控制系统工作原理与常见故障分析[J].建材与装饰，2018.

[4]周政伟.西门子PLC控制系统工作原理及常见故障分析[J].山东工业技术，2016（07）.

作者介绍：

王超，性别：男;籍贯：陕西眉县;学历：本科;职称：助理工程师;职务：设备技术员;研究方向：机电工控;单位：陕汽集团商用车有限公司。