PLC 電路故障排查分析

張文斌

(山西華圣鋁業(yè)有限公司 山西 運城 044500)

隨著PLC可編程邏輯控制器在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用，PLC電路維修已逐漸成為工廠電工必備的一門技能，當PLC電路受到環(huán)境中的高溫、粉塵，震動等因素影響而發(fā)生故障，維修工就要從PLC的工作原理出發(fā)運用多種方法查找故障，本文從實際出發(fā)分析探討PLC電路故障分析及檢修方法，以期達到促進交流作用[1]。

排查PLC電路故障要思路清晰，結(jié)合電路原理分析故障現(xiàn)象，運用多種方法找故障。首先用直觀經(jīng)驗和電路原理初步確定故障范圍，再運用儀表確定故障。解決思路是由易到難，PLC電路故障分為外部電路引起的故障和PLC自身引起的故障，其中由外部電路引起的故障占得比例較高，排查故障時應首先排除外部電路故障，排查完畢再考慮是PLC自身故障，在排查控制電路故障時，除了要依靠傳統(tǒng)方法外，還要充分利用PLC的智能特點，依靠PLC自診斷，人機界面和編程軟件排查故障。電氣設備元件在過電流情況下，會發(fā)熱并揮發(fā)出刺鼻異味，通過這種氣味，能夠快速找到故障原件。問就是通過詢問設備操作人員了解設備運行狀況，如設備異響，在操作時是否有違章操作，這些可能就是設備故障的起因。切就是去近距離感覺，在設備斷電情況下去感受電氣元件的溫度，用手檢查線頭是否松動，器件是否牢固等。

1 外部電路檢查方法

（1）初步檢查法 。初步檢查法是指運用“望、聞、問、切”的方法檢查電路狀態(tài)。初步檢查只是初步確定故障可能的原因和范圍，為下一步儀表檢查提供參考。望是指在動手維修前通過肉眼觀察設備和電路的外觀、狀態(tài)有無明顯變化來發(fā)現(xiàn)問題、初步判定故障可能的范圍。通過觀察可發(fā)現(xiàn)一些較明顯的故障。聞就是通過聞設備元件的氣味，來判斷故障的方法。

（2）儀表檢測法。儀表檢測法就是用電工儀表來檢測電路的通斷、元器件的好壞、信號的有無、設備的正常與否等。①斷電檢查法。斷電檢查可利用萬用表測量元件電阻值，電路的通斷，元件的好壞等。測試時，為了避免相關(guān)支路的影響，被測元器件的一端應與電路斷開。②帶電檢測法 。帶電檢測法是一種在電路帶電狀態(tài)下，借助儀表測量電路中電壓電流值，通過分析尋找故障所在部位的方法。

（3）信號追蹤法。信號追蹤法是根據(jù)需要在電路輸入端加入符合要求的信號，按照信號的流程從前級到后級，用示波器或電壓表等儀器逐級檢查信號在電路內(nèi)各部分的情況，分析電路的功能是否正常，從而判斷故障所在部位[2]。

（4）替代法。替代法是檢查故障最直接有效的辦法。有時故障比較隱蔽，不易找到，這時可用正常工作的元件代替疑問元件，更換后如正常工作則原部件損壞。更換后故障未消除，則故障不在此處，此方法適用由大到小代換，逐步縮小故障范圍，直至最終找到故障點。

2 PLC電路故障檢查

（1）指示燈狀態(tài)檢查。①先檢查電源指示燈(PWR)是否亮。如不亮，檢查電源輸入端電壓是否正常，如不正常則問題發(fā)生在 PLC之外，如輸入端電壓正常，但PWR燈不亮，則故障在電源模塊。②運行指示燈（RUN）是否亮，如燈亮表示CPU在工作，如果不亮，檢查PLC運行方式旋鈕是不是處于PRG或STOP位置，以及程序是否出錯。③電池（BATT）燈是否亮起，如果亮，則需要更換鋰電池。由于BATT燈只是報警信號，即使電池電壓過低，程序也可能未發(fā)生改變。更換電池以后， 檢查程序或讓PLC試運行。如果程序有錯，在完成系統(tǒng)編程初始化后，將編程器中的程序重新裝入PLC。

（2）利用編程軟件的自診斷功能。①運用編程器查找故障 在編程器與PLC連接成功后，進入編程界面可監(jiān)控程序運行狀態(tài) ，如果PLC停止在輸出被激勵的地方，則查找引起下一步操作發(fā)生的信號（輸入信號，定時器，線圈等），如果程序中缺少輸入信號，將編程器顯示的狀態(tài)與輸入模塊的LED指示作比較，如輸入模塊相應指示燈不亮則要則要檢查輸入信號是否到達，如發(fā)現(xiàn)在擴展機架上有多個模塊要更換， 在更換模塊之前，要先檢查I/O電纜是否插好。②如輸入狀態(tài)與輸入模塊的LED指示一致，就要比較一下發(fā)光二極管與輸入裝置（按鈕、限位、開關(guān)等）的狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)有問題，需要更換現(xiàn)場輸入裝置，否則，要更換輸入模塊。

3 常見PLC故障類型及原因

（1）PLC周期性死機。死機是指程序運行緩慢甚至停止運行的情況。PLC程序固化，因程序原因死機的可能性較小，PLC周期性死機最常見的原因可能是溫升異常引起原件性能下降和環(huán)境中灰塵過大引起的死機 所以應定期對PLC機架插槽接口處進行清灰除塵。

（2）端子接線接觸不。此類故障在PLC工作一定時間后隨著設備動作的頻率升高出現(xiàn)。由于控制柜配線缺陷或者使用中震動加劇及機械壽命等原因，接線頭或元器件接線柱易產(chǎn)生松動而引起接觸不良。 這類故障的排除方法是使用萬用表，借助控制系統(tǒng)原理圖或者是PLC邏輯梯形圖進行故障診斷維修。

4 降低故障率的方法

（1）電源與接地保護。PLC本身具備抗干擾能力，但當干擾特別嚴重時可加一個帶屏蔽層的隔離變壓器以降低設備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)中模塊電源必須與基本單元共用一個開關(guān)控制，模塊的上電與斷電要同時進行。為抑制附電源輸入、輸出端干擾，應給PLC接專用地線，并且接地點要與其它設備分開。

（2）抗噪聲措施 。對處于強磁場(變壓器)的部分要進行金屬屏蔽 電控柜內(nèi)不能采用熒光燈具照明。PLC控制系統(tǒng)電源也應采用相應的抗干擾措施。 PLC控制系統(tǒng)電源抗干擾的方法有采用隔離變壓器、低通濾波器、和使用開關(guān)電源。

總之，在PLC電路使用過程中，要注意PLC及時散熱和定期吹灰，維修時本著先易后難的原則，結(jié)合PLC原理與工藝過程，多種方法綜合運用，平常要多學習，多總結(jié)，只有這樣在設備出現(xiàn)故障時我們才能從容應對。

[1]周石強，郭強，劉旭東等．電氣控制與PLC應用技術(shù)的分析研究[J]．中華民 ,2014(01)．

[2]余柱，張飛．電氣控制與 PLC 應用技術(shù)的分析研究[J]．化工管理,2014(12)．