浅谈PLC控制系统故障的维修方法

摘 要：PLC控制系统作为工业自动化的先进控制装置，具有性能优越，操作简便，维护量小等优点，本文阐述在实际工作中PLC维修的原则和方法，利用本身优点和面板特点去进行综合分析和逻辑判断，实现快速科学地排除故障。

关键词： PLC故障维修方法

1 PLC控制系统故障的检测方法

PCL控制系统的输入信号和输出信号之间有固定的逻辑联系，所以在对PCL控制系统进行检测时，可以检测各个信号之间的逻辑关系是否正常，从而检测整个控制系统的故障。根据检测范围和检测方式的不同，PLC控制系统的检测方法一般分为局部状态故障检测法、超时限故障检测法、进步跟踪故障检测法、行程定时故障检测法和综合故障检测法。

1.1 局部状态故障检测方法

局部状态检测法主要是通过检测PLC控制系统的输入信号和输出信号的逻辑关系是否正常来判断PLC控制系统是否发生故障或是发生故障的原因所在。这种检测方法主要用于检测PLC控制系统的关键部位。这种检测方法可以有效的检测出PLC控制系统在运行的过程中，设备发出的动作指令和感应元件接受、执行信号的逻辑联系；另外，还可以有效的检测出PLC控制系统运行过程中各个设备动作之间的联系。

1.2 超时限故障检测方法

PLC控制系统在运行的过程当中，都有一个严格的时间范围限制单个机械设备的运行，如果在运行的过程中个，某个设备的运行时间超过了限定的时间范围，那么就会影响其他设备的正常运行，从而导致故障的发生，对于这类的故障一般都采用超时限故障检测法。超时限故障检测法就是把单个机械设备运行的限制时间作为一个定点，并在检测这些设备时制定一个定时器，使定时器的时间与单个机械设备运行的限制时间相错开，一般要比单个机械设备的限定时间多出百分之二十五。如果一个机械设备在运行的过程中运行的时间到达或者超过了定时器所设定的时间，那么定时器就会发出故障信号，并能够及时的停止设备的运行，更加方便人们查出发生故障的部位和原因。

1.3 进步跟踪故障检测方法

进步跟踪故障检测法，就是把整个PLC控制系统的控制过程分成若干个步骤，并采用进步控制方式为每一个步骤设计程序，当PLC控制系统发生故障时，只要检测与每一个步骤相关的控制逻辑，就能判断出发生故障的设备及其原因。这种检测方法与局部状态故障检测方法类似，只是前者是针对PLC控制系统的运行程序，而后者是针对PLC控制系统的运行设备。

1.4 行程定时器故障检测方法

PLC控制系统控制设备的过程一般有三个步骤，即输入命令、执行命令和接受信号并完成动作。如果输入命令后，不能正常的接受信号并完成动作，则说明PLC控制系统发生了故障。行程定时器故障检测方法就是根据设备的实际运行时间和设计运行时间的关系来确定PLC控制系统的故障。

2 PLC控制电气设备维修的几大原则

2.1 先外部后内部

应先检查设备有无明显裂痕。缺损，了解其维修使用年限等，然后再确定程序是否有误，否则盲目拆卸，可能将设备越修越坏。

2.2 先机械后电气

只有在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测议器寻找故障部位，确认无接触不良故障后再针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。

2.3 先无电判断后通电判断

在设备未通电时，判断设备的好坏及保险丝有无损坏，从面判定故障点。通电试验时，听其声，闻其味，测参数，判断故障。最后进行维修。

2.4 先请洁后维修

对污染较重的电气设备，先对其按钮，接线点，接触点进行清洁，检查外部控制键，是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。

2.5 先电源后设备

电源部分的故障在整个故障设备中点的比例很高，所以先检查电源往往可事半功倍

3 维修前的准备工作

3.1 首撑握其相关资料，为维修作准备。

在维修前，要了解该系统的PLC型号、类型及结构特点。因为PLC产品很多，不同的型号，不同的公司产品它们之间是有差别的，即使是相同的公司产品，不同型号，其参数也不同，例如：FX1s和FX1N都是三菱公司生产PLC，FX1s的定时器编号TO-T31的时钟脉冲是100ms，T32-T63的时钟脉冲是10ms。而FX1N系列的定时器TO-T199的时钟100ms。因此，认清型号，对于理解梯形图的工作原理及维修PLC是非常重要的。

3.2 熟悉梯形图原理是关键

在维修PCL控制系统时，首先要熟悉其梯形图原理，接线图，分清输入和输出点，理清其相互的关系，以便于检测故障点。如没有相关资料，则可从PLC机上读出梯形图，并绘输入输出点草图。在熟悉梯形图及接线图的情况下，还要充分利用PCL机面板的输入特点，通电电源指示灯亮，有信号输入时，对应编号的灯亮，有信号输出时，对应编号的灯亮，程序有错时，报警等。

4 检查四步骤：

PLC的维修与故障检查

根据维修的特点，PLC的维修可分为：

一是外线维修。包括通信总线和I/O所连接的传感器、继电器、限位开关、保护元件、连接线和变频器等。

二是PLC的固件维修。包括CPU单元、I/O单元、智能单元、供电模块的内部电路维修。

2.PLC故障检查

PLC具有一定的自检能力，而且在系统运行周期中都有自诊断处理。当系统在工作过程中发生故障时，维修人员的一个很重要的工作就是充分了解故障发生的过程及现象，分析故障、判断故障发生的具置，然后再研究故障产生的原因，并排除故障。操作步骤如下：

一是总体检查。根据总体检查流程图找出故障点的大方向，逐渐细化，以找出具体故障。

二是检查PLC供电是否正常。若电源指示灯不亮，可检查供电线路和熔断器。

三是检查PLC系统。启动PLC，查看运行指示是否正常，有无报警发生。通常正在使用的PLC系统很难发生这种故障。如电源正常，运行指示灯不亮，则说明系统已因某种异常而终止了正常运行。

四是I/O模块的检查。I/O模块是CPU与外部控制对象沟通信息的通道，也是最容易损坏的部分，因此是维修的主要内容。

首先检查I/O模块供电电压是否正常。

其次检测输入输出端口的信号是否正常。

有输入输出信号时，对应端口指示灯显示是否正常。如指示灯不亮，则属于固件故障，应进行固件维修。如有冗余端口，可以通过编程重新定义I/O端口。若用仪表检测不到输入端口应有的信号，但输出端口有输出信号，且所控元器件或设备不工作，则是外线故障。

输入输出是否正常工作，除了和输入输出单元有关外，还与连接配线、接线端子、熔断器等元件状态有关。

五是工作环境的检查。重点检查温度和湿度等。

六是PLC的PE端子一般应独立接地。

七是固件的维修。当确认是PLC 固件损坏，最好的办法是更换新的固件。

参考文献：

[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练.北京：中国劳动出版社，2001.