關于西門子PLC控制系統工作原理及常見故障應用分析

常燾

摘 要：本文主要就西門子PLC控制系統的工作原理以及故障分布加以闡述，然后就控制系統故障診斷方法以及故障的解決措施詳細探究，希冀能借助此次理論研究，為具體的故障解決提供相應參考依據。

關鍵詞：故障；控制系統；西門子PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.137

0 引言

自動化技術的迅速發展背景下，在生產當中對自動化技術的應用也起到了良好作用，西門子PLC控制系統的應用大大提高了工作的效率和質量，從整體的生產力水平方面有了提升。但是控制系統在具體的應用中，受到主要因素的影響還存在著一些故障，解決好實際中的故障問題，才能真正有助于系統的應用作用充分發揮。

1 西門子PLC控制系統的工作原理以及故障分布

（1）西門子PLC控制系統的工作原理。西門子PLC控制系統的工作過程中，輸入采樣以及用戶程序執行和輸出刷新是關鍵的階段，這些環節操作完成就是一個掃描周期。西門子PLC控制系統的實際運行當中，系統CPU通過相應掃描速度來重復這幾個不同的階段操作，而在程序執行的時候，PLC是通過上下順序對梯形圖進行掃描的，掃描的時候是從程序左邊的觸點構成的控制線路向右進行掃描，這樣就從整體上形成了左右上下的邏輯運算，結合結果對邏輯線圈在儲存區對應位狀態進行刷新，或是對輸出線圈在映象區當中對應位狀態實施刷新，以及確定是不是要對規定特殊功能指令進行執行做出判斷。程序執行過程中輸入點在映象區中狀態數據不變化，其他都會發生變化[1]。在掃描程序結束后就進入到輸出刷新的環節，CPU會依照映象區對應狀態以及數據刷新輸出鎖存電路，然后通過輸出電路驅動外設。

（2）西門子PLC控制系統故障分布。西門子PLC控制系統的應用過程中，會受到多方面的原因影響而出現故障，這些故障的出現會造成控制系統的不動作，所以減少西門子PLC控制系統的故障發生就顯得比較關鍵。西門子PLC控制系統的故障分布來看，主要是出現在外設部分，其發生故障占PLC系統故障95%，西門子PLC自身的故障只有5%。在對西門子PLC控制系統的故障解決過程中，就要充分注重對外部設備維護管理[2]。而對于西門子PLC自身的故障有10%是內部故障所致，其他故障都是在I/O模板上發生，所以在了解了系統故障分布之后，對故障的處理就能縮小范圍。

2 西門子PLC控制系統故障診斷方法及解決措施

（1）西門子PLC控制系統故障診斷方法。西門子PLC控制系統的故障發生后，采用科學的診斷方法是比較關鍵的，這是提高故障解決效率的重要舉措。科學技術的進步使得在系統故障的診斷方面也比較方便，選擇性比較多，如儀器專項檢測法的應用，對西門子PLC控制系統網絡通訊運行狀態能進行檢測分析，對系統接地檢測通過電阻測試儀的應用，對其接地阻值是不是能夠達到相應的要求進行判斷和處理[3]。再者，通過簡易故障診斷法的應用，對于西門子PLC控制系統的常見故障的診斷能發揮其積極作用，但是在應用這一方法的時候就要有相當的經驗。故障檢測方法的應用中，智能診斷的方法應用是比較先進的，主要是對當前S7軟件的應用，對硬件診斷的效率比較高，能在線查看緩沖區診斷信息從而進行針對性的處理。

除此之外，西門子PLC控制系統的故障診斷方法當中，邏輯分析法以及折半查找法和對比替代法也是重要的故障診斷方法。如折半查找法，在其應用過程中，對整體控制系統結構比較熟悉，有目的有方向進行查找，從而確定系統的故障部位和區域，從這些方面得到了加強，才能有助于系統故障的解決。

（2）西門子PLC控制系統故障解決措施。西門子PLC控制系統的故障解決措施的實施，要和實際故障的類型和內容相結合，提高故障解決的效率。從西門子PLC控制系統的實際故障發生的情況能夠看到，主要有幾層不同故障，第一層的故障類型主要是系統的外設故障，這也是故障發生比較多的部分。判斷這一層的故障就要結合PLC輸入輸出指示燈進行判斷，輸入輸出指示燈同步閃亮就是系統的外設故障，改變輸入指示燈同步發生改變。這一類型的故障主要有，接觸器及繼電器故障，開關及閥門等方面故障[4]。在出現這些故障的時候，就要進行逐次的加以排查，發生故障原因及時性的進行處理，檢查故障的時候從安全回路進行排查，因為這一部分就是控制系統的核心，對整個系統的運行有著控制作用，所以在這一方面得以明確就能方便故障的解決。

西門子PLC控制系統控制器故障的發生，主要是內部輸入模塊的故障所致，或者是電源內部電壓不正常所致。內部接入設備比較多，以及輸入設備出現短路的時候，就會造成電源停止供電，這就需要切斷輸入設備電源進行測量，通過上位監控系統進行故障判斷。在軟觸點不同顏色顯示不同工作狀態下就能了解故障發生的位置[5]。另外，對于PLC自身的故障主要是程序的錯誤，就要把程序備份進行單獨運行來查看故障問題。

對西門子PLC控制系統的故障處理過程中，會出現死機以及系統故障燈亮的情況，需要對系統重啟，沒有改善就要斷電把儲存卡取出，然后送電把開關打到向下位置，十秒后進行啟動。故障沒有解決就是軟件程序的問題，就要對程序備份后進行程序校驗判斷是不是一致，通過重新編譯程序對硬件組態的正常性加以判斷，如果不能解決，就要把原來的程序恢復，并傳輸到空的臨時數據區。

3 結語

總之，當前的科學技術迅速發展背景下，工業領域的發展對自動化技術的應用需求在不斷增大，西門子PLC控制系統的應用是提高工業領域發展的重要支持技術。在對西門子PLC控制系統的應用過程中，解決其故障是比較關鍵的工作，希望能在此次的理論研究下，能為實際的系統故障解決起到一定啟示作用。

參考文獻：

[1]趙江，易端前，俞劍俠.西門子S5系列PLC常見故障診斷[J]. 科技展望，2016（08）.

[2]周政偉.西門子PLC控制系統工作原理及常見故障分析[J].山東工業技術，2016（07）.

[3]趙國華.西門子PLC在工廠應用中的問題及對策探討[J].橡塑技術與裝備，2016（10）.

[4]林長興.西門子PLC與上位機通訊方式的改造[J].工業爐，2015（01）.

[5]黃雄.西門子PLC系統主要故障探討[J].山東工業技術，2015（06）.