常见PLC故障诊断与维修实例

刘 峰，李自习，高海涛，周 文，高宪武

（山东太平洋光纤光缆有限公司，山东 聊城 252300）

1 研究背景

随着PLC普及和推广，其应用领域越来越广泛，与传统的继电器-交流接触器控制系统相比，PLC控制系统具有更好的稳定性，特别是在新建项目和设备改造中，常常采用PLC作为控制装置，实现被控对象的工艺要求，提高生产效率和产品质量。

2 PLC控制系统故障与处理

PLC控制系统的硬件由电源模块、I/O模块、现场输入输出元件，以及一些导线、接线端子和接线盒组成。长期运行的PLC由于环境恶劣、接地不良或者维护不彻底等其他原因会造成损坏。下面对常见PLC经常出现的故障做简单分析介绍，希望对出现的故障能够快速处理，在提高维修水平的同时提高生产效率。

2.1 实例1

故障现象：一台西门子6ED1052-1MD00-0BA6模块偶尔有输出中断的现象。

故障分析与处理：根据检修流程测量模块电源电压正常，观察输出指示灯正常，无闪烁现象，怀疑模块内部继电器电压线圈或触点有虚焊、接触不良现象。

打开模块后检查继电器焊点无虚焊现象，测量继电器线圈电阻正常，拆开继电器发现触点发黑并有灼伤的痕迹，更换继电器V23061-A1004-A302-X114X后修复，跟踪运行正常（如图1所示）。

图1 模块6ED1052-1MD00-0BA6

2.2 实例2

故障现象：公司的5#90护套生产线在正常生产中突然全线停机，S7-200CPU模块电源指示灯不亮。

故障分析与处理：因优化生产空间，设备搬迁后地线未一点接地。其他生产线在焊接管路时，焊接电流通过保护接地网络形成回路烧坏了PLC模块造成停机，更换电源板重新下载程序后修复。因此，一定要注意地线的接地情况，加强点检次数，定期测量接地电阻使其在规定的范围内，保证PLC及设备的正常运行。

2.3 实例3

故障现象：一台型号为6ES7216-2BD21-0XB0的PLC，电源有时显示，有时无显示。

故障分析与处理：根据检测流程，将该PLC接通电源后，电源指示灯不亮。将该PLC断开电源后，打开PLC外壳，取出电源板，先用万用表测电源输入端LN之间的电阻值，显示为无穷大；正常接通电源，测交流桥BR1交流输入两端电压为220 VAC，输出无电压，判定整流桥损坏。断电后再次检查发现电源管理芯片N350有明显损坏的现象。更换整流桥、电源管理芯片N350，将电源串入假负载接入L、N两端，充当假负载的灯泡不亮，该电路已经修复，去掉假负载直接接入电源测试输出电压正常（见图2、图3）。

图2 模块6ES7216-2BD21-0XB0电源板2

图3 电源结构图

2.4 实例4

故障现象：输出端子异常、驱动电路异常。

故障分析与处理：[1]S7-200PLC在一次上电后变的程序不可控，其中最明显的表现为输出端子中有两个上电即产生输出，从而导致输出紊乱，系统无法工作。将PLC拆下检测，发现这两个输出端子在上电后确实导通，为了验证继电器和驱动电路是否损坏，详细跟踪了继电器输出驱动电路，发现这两个继电器的输出并未给出驱动信号。

将两个继电器取下再进行测量，继电器未损坏，再次测量PCB上的继电器输出端子，短路依然存在，那么说明导致输出短路的原因就是来自PCB。再次仔细确认输出部分并拆下接线端子进行检查，发现两端子处有炭化的现象，用绝缘漆处理完毕，测试正常。

因为使用者违规使用大功率器件直接用PLC的输出端子进行驱动造成本次故障。因此我们使用PLC时，一定要充的虑功率负载给PLC导致的大电流和发热情况，需要在外部增加继电器、接触器来解决。

2.5 实例5

故障现象：模拟量输出模块6ES7232-0HB22-0XA8无输出电压。

故障分析与处理：首先检查上位机的设置参数是否正常，检查CPU模块与输出模块之间的连线是否良好，如果以上两项正常，应考虑输出端的的达林顿管是否损坏。测量管子时应注意，be结的正反向阻值与普通三极管不同。对于高速达林顿管，有些管子的前级be结还反并联一只输入二极管，这时测出be结正反向电阻阻值很接近，容易误判断为坏管。经测量管子损坏，更换JE800G达林顿管修复（见图4）。

图4 模块实物图

2.6 实例6

故障现象：CPU模块与上位机不通信。

故障分析与处理：根据故障现象怀疑插头和接口损坏，更换插头后依旧不通信，判定此故障为CPU接口损坏，损坏的原因是因为瞬间过压或静电；带电插拔插头由于两端的电位不相等也能造成损坏，更换接口修复。

预防措施：使用隔离型的通信电缆，485口采用隔离型的总线连接器，并且保证屏蔽层接地良好，如四星电子的使用效果较好。接地要求：信号地（或称控制地、仪表地），它是电子设备的电位参考点，例如CPU模块的传感器电源输出端子中的M端子应接信号地。PLC和变频器通信时，应将PLC的RS-485端口的第5脚（5 V电源的负极）与变频器的模拟量输入信号的0 V端子连接到信号地，保证通信正常（见图5）。

图5 RS485接口电路图

2.7 实例7

故障现象：JLY630/6+12+18笼式绞线机6ES7315-2AG10-0AA0C模块出现BF报警。

故障分析与处理：BF报警的原因可能是软件、硬件、总线故障。首先上载程序作为备份，可在线删除主程序OB1重启CPU看故障是否排除，如果BF报警灯依然亮则可以判定为硬件故障。

与PLC在线连接后，执行菜单命令PLC→诊断/设置→模块信息→诊断缓冲区，诊断缓冲区中列出了CPU发生的具体信息，包括其他站点的通信情况，根据提示的站点检查通信线及DP插头和通信模块，直到故障排除。

2.8 实例8

故障现象：一台着色机更换CPU模块后正常生产中触摸屏显示CPU故障，所用CPU型号是6ES731-5BG04-0AAO，CPU模块SF故障灯亮。

故障分析与处理SF表示系统故障，将计算机与PLC在线连接后，查看诊断缓冲区的故障显示，发现是因为存储卡的存储空间不足造成报警，在SIMATIC管理器执行菜单命令文件→重新组织→选中若干对象→点击确定，该过程消除删除对象产生的间隙，减少项目所需的存储空间。该故障一般出现在删除和重装程序后，将出现块与块之间的“间隙”，减少了可用空间造成报警。

建议工程设计人员在选用MMC存储卡时，存储卡的容量大于程序容量的1.5倍。

3 结束语

随着智能制造业的不断发展，市场竞争也越来越激烈，客户需要新的、高质量的产品，并要求以更快的速度交付。我们要在现场维护和维修中善于总结，举一反三，遇到问题快速解决。降低维修时间、提高生产效率是维修人员的最高目标。■