Omron PLC控制系统故障分析与排除

摘要 在分析PLC控制系统故障特点的基础上，介绍Omron PLC故障分析与排除的方法，并列举实例说明故障分析与排除的过程。

关键词 过程控制；PLC；故障分析；诊断

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）47-0109-02

Omron PLC Control System Troubleshooting

Abstract In the analysis of the characteristics of PLC control system based on thefailure to introduce the Omron PLC Troubleshooting methods, and cites examples offailure analysis and process of elimination.

Keywords process control；PLC；failure analysis；diagnosis

PLC目前在国内工业生产中应用较广泛，笔者所在工作单位就将PLC控制系统应用在灌包机的生产运作中，由于其方便设置、控制和易于维护等优点，大大减少了现场设备管理人员的工作量。但也因为现场生产环境条件恶劣，各种外在因素的影响，PLC系统也存在各种故障频发的现象，在此，笔者总结数年来维修PLC控制系统的一点经验教训，希望能对读者有所帮助。

1 故障特点

我们可以将整个生产线上的设备分为PLC控制系统和现场控制设备两部分，前者包括我们常说的CPU（中央处理器）模块、电源模块、输入输出模块和相关的开关电源、滤波器等等，后者则有我们常见的工业电气设备如断路器、接触器、电磁阀、电动机等等。当整个生产线出现故障时，我们首先要区分出是PLC控制系统的故障还是控制设备部分的故障，这样才能更准确地对症下药。

PLC系统由于其集成度高，集成元件较精密，对工作电压的要求也比较严格，如笔者所使用的MORON CQM1H系列PLC的工作电压分控制220V和内部控制24V两种，当PLC连续工作时，其工作电压或电流如果发生波动，肯定会对PLC的工作稳定性造成影响，而且PLC所连接的电磁阀、控制显示仪等部件都是在比较恶劣的生产环境下运行，往往会有散热、水汽甚至腐蚀等因素，部件一旦受到以上因素影响发生短路等情况，瞬间过大的电流或电压会轻易损坏所连接的PLC部件，所以，连接部件的损坏是造成PLC控制系统故障的最可能因素之一。

除了电压或电流的变化会造成PLC核心部件的的损坏，频繁拆装PLC模块也会造成接口印刷板处的镀铜层磨损。CQM1H PLC有多个输入输出模块，当排障或检查的时候往往需要多次拆装，因此总会造成接口镀铜层的磨损，即使在正常工作的情况下，环境湿度变化的影响也会导致镀铜接口氧化，这也会造成PLC系统损耗。尤其我们单位作业物料以化肥和硫磺为主，对PLC的内在元件和线路腐蚀较严重，所以在处理故障的时候要考虑到温度、物料、潮湿等因素对设备的破坏。虽然目前PLC厂家在生产的时候已经对PLC元件本身做了一些简单必要的防腐蚀处理，如在重要芯片上加树脂层保护，所以PLC自身寿命已大大提高，在正常、良好的工作环境下，一般不会出现频繁故障。所以，在大多数的的情况下，PLC的故障都是连接设备信号故障，在遇到PLC生产线设备故障时，应先对PLC核心的部件如中央处理器模块、输入输出模块进行简单的检测和确认，然后进行连接部件的故障排除。

2 故障分析及排除方法

如本人在前面所说，先判断故障是属于PLC控制系统部分还是控制设备部分，如果PLC运行时的指示灯多处显示不正常，并且带有报警信息（ERR/ALM灯常亮），基本可以确定是PLC控制系统内的故障，这就需要检查CPU模块、输入输出模块及电源模块等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析：

1）利用OMRON PLC的连线检测功能，用手提电脑连接PLC，运行CX-Programmer软件并对PLC进行连线运行状态监测，在运行过程中如果PLC发生故障，软件就会显示的报警信息，根据梯形图显示的运行顺序可以查找故障点。作为PLC的维护人员，应能熟练掌握PLC控制系统的自诊断功能，根据系统发生故障时给出的报警信息，能迅速、准确地查找并确定故障点；

2）根据PLC运行程序的步骤顺序诊断故障。每个PLC系统都有自己的专属程序，整个系统的运行步骤都是按照程序所设定的顺序来完成的，通过整个生产系统的运行过程，对比异常点的运行状态和正常运行时的情况，可判断出故障点所在，找出故障原因；

3）根据模块指示灯的状态查找状态。PLC系统的各种信号和指令都是通过CPU模块处理，再通过输入输出模块进行，因此当系统中某个点短路或开路时，一些故障会在PLC的指示灯上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。例如OC221输出模块连接电磁阀，如果某个电磁阀的线圈短路接通，在程序运行到这一步的时候，OC221上对应这个电磁阀的指示灯就会常亮，维修人员就可以根据这个特征来查找出这个损坏的电磁阀线圈。

以上方法只是给出一些查找故障点的思路，引发PLC系统故障的原因有很多，维修人员不能单纯依靠某种方法进行故障检测，在实际的工作中需要灵活结合多种方法，再配合电气和机械部分进行综合分析。

3 Omron PLC系统常见故障

在实际的使用过程中，笔者发现PLC系统中主要是输入、输出模块和CPU模块较常发生故障，所以也着重说说3个点的常见故障。

3.1常见的输入输出模块故障主要有以下3种现象

1）输入信号常有；2）无输入信号；3）特定点信号常有或无。

导致以上故障现象的可能原因：1）模块元件损坏；2）运行回路中有短路、开路现象，如某个点的接触器烧毁；3）各个连接段如螺丝、接线端子接触不良；

故障举例：行程开关错位，接触器损坏，外接熔断器烧断，发生短路引发冲击电流过大导致继电器粘合，接点锈蚀导致接触不良等等。

3.2 CPU模块的常见故障的有以下3种

1）程序丢失，系统运行瘫痪；2）运行指示灯（RUN）异常；3）错误警示灯（ERR/LAM）异常；

导致以上现象的可能原因有：1）CPU自带电池电力耗尽；2）存储器或记忆体损坏；3）CPU电路板上元件或电路故障；

故障举例:开关电源板短路，瞬间电流过大，击穿CPU内部芯片，导致除电源模块外所有输入输出模块和CPU模块指示灯均熄灭。

通过以上方法可以较快地检测出PLC体统中存在的故障点，但在实际应用中，维修人员应更多地结合实际情况和个人经验，才能更好更快地找出故障所在。

参考文献

[1]齐重谦，王兰.变频器的应用技术与维护[M].北京：机械产业出版社，2000.

[2]宋永兵.可编程控制器原理及应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2003，5.

[3]陈康全.一种火电厂给煤机变频控制系统的研究[J].安徽工程科技学院学报，2003(2).

[4]陈远立.电气控制与可编程控制器[M].广州：华南理工大学出版社，2004，4.