PLC常見六大故障多發點及故障解決方案建議

近年來，隨著（zhe）社會的（de）發展，PLC可編程控製器（qì）在工業生產中得到了廣泛應用。同時，技術人員對其使用的要求也在逐年提高，因此對係統（tǒng）正常穩定運行的要求也越來越高。

可編程控製器(PLC)是為工業環境中的數字操作而設計的電子設備。它使用可編程存儲器來存儲用於執行邏輯運算、順序運算、定時、計數和（hé）算術運（yùn）算的指令（lìng），並可以通過數字或模擬輸入和輸出來控製各種類（lèi）型的機器（qì）或生產過程。但由（yóu）於工業現場環境複雜，PLC故障（zhàng）處理也是儀器設備維護的重點之一。本文將分享PLC的常見故障及其解決方法，以提高PLC的維護技巧。

1.常見（jiàn）故障多發部位

在（zài）整個PLC控製係統中，現場是最容易出現故障的，現（xiàn）場最容易出現以下幾個方麵的故障。

第一類故障點也（yě）是故障最多的地方)

比如（rú）在一條生產線的（de）PLC控製係統（tǒng）的日常維護中，電器備件消耗最大的就是各（gè）種繼電器或者空氣開關。除了產品本（běn）身的質量，主要還是（shì）因為現場（chǎng）環境惡劣。比如暴露在生產環境中的接（jiē）觸（chù）器觸頭（tóu）容易著火或氧化，逐漸（jiàn）升（shēng）溫變形，直至無法使用。這條生產線上的現場（chǎng）控（kòng）製箱都是（shì）密封性很好的機櫃，其內部元（yuán）件的使用（yòng）壽命明顯比開（kāi）放式機櫃中的其他元件要長。因此，要（yào）避免此類故障，應盡量（liàng）選用高性能繼電（diàn）器，改善元器件的使用環境，減（jiǎn）少更換頻率，減少對係統運行的影響。

第二種故障通常發生在閥門或閘門裝置上。

因為這種設（shè）備的致動器是相對位移（yí）的；或者傳動結構複雜，機械、電氣、液壓等環節（jiē）稍有（yǒu）不到位（wèi），就會出現誤差或（huò）故障。在（zài）長期運行狀態下（xià），如果缺乏操作維護，很容易造（zào）成閥體零件卡、堵、漏。因此，在係統運行過程中，應加強對此（cǐ）類設備的巡視檢查，發現問題應及（jí）時處理（lǐ）。我廠（chǎng）對此類設備建立了（le）嚴格的點檢製度，定期檢查閥門是否變形，執行機構是否靈活可用（yòng），控製器是否有效等。，保證了整個控製係統的有效性。

第三種（zhǒng）故障（zhàng）點可能（néng）發生在開關、極限位置、安全保護和現場操作中的某些部件或設備上（shàng）。

原（yuán）因可能是由於長期磨（mó）損，也可能是（shì）由於長期（qī）不用而腐蝕老化。比（bǐ）如（rú）這條生產線窯尾料球庫上的（de）走布小車來回移動頻繁，現場灰塵大，接（jiē）近開關的觸點（diǎn）變形、氧化、被灰塵堵塞（sāi）等。，導致觸頭接觸不良或機構動作（zuò）不靈敏。這類設備故（gù）障的處理主要體現在定期維護，使設備（bèi）始終處於良好狀態。對於限位開關（guān），尤其是（shì）重型設備上的限位開關，除了定期（qī）維護外，還應在設計（jì）過程中增加多（duō）重保護措施。

第四種故（gù）障點可能發（fā）生在PLC係統的子設備中。

接線盒（hé）、接線端子、螺（luó）栓和螺母（mǔ）等設備。這種故障的（de）原因除了設備（bèi）本身的製造（zào）工藝外，還與安裝工藝有（yǒu）關。比如有人認為電線和（hé）螺絲連接越緊密（mì）越好。但在二次維護時容易造成拆卸（xiè）困難，在大力拆卸時（shí）容易造成連接器及其附近部件（jiàn）的損（sǔn）壞（huài）。長期的引燃和腐蝕也是故障的原因。根據工程經驗，這種故障一般很難發現和修複。因此，設備的安裝（zhuāng）和維護必須按照安裝要求的安（ān）裝流程進行（háng），不留設備隱患。

第五個故障點是傳感器和儀器。

這種故障一般反映（yìng）在控製係統（tǒng）中（zhōng）的（de）異常信號上。安裝這類設備時，信號線的屏蔽層應一（yī）端可靠接地，並盡可能與電源電纜分開敷設，尤（yóu）其是幹擾較大的變頻器輸出電纜，並（bìng）在PIC內部進行軟件（jiàn）濾波。這種故障的發現和處（chù）理也與日常點檢有關（guān），發（fā）現（xiàn）的問題要及時（shí）處理。

第六種故障主要是電（diàn）源、地線、信號線的（de）噪音(幹擾)。

問題的解決或改善（shàn）主要（yào）在於工程設（shè）計中的經驗和（hé）日（rì）常維護中的觀察分析。

要降低故障率，關注工廠的工藝和安全操作規（guī）程，在日常工作中遵守工藝和（hé）安全操作規程，嚴格執（zhí）行一些相關規定，如維護集控室的環境等，是非常重要的。，同時在生產中加強這些方麵的管理。

過程控製係統本（běn）身（shēn）是一個完整的係統，在分析或處理故障時也要注意係統性。有時候，單（dān）靠某一部分的優化並不能提升係統的整體性能。過分追求元器件的精度而不考慮實際需求和與相關設備的精度匹配，會白白增加係統成本（běn）。在日常（cháng）維護中，係統變得越來（lái）越複雜。比如用複雜的控製方法和設備來實現原本可以用簡（jiǎn）單設備實現的控製，違背了經濟、簡單、實用的原則，可（kě）能（néng）會增加故障率，這（zhè）也是需要注意的地方（fāng）。

2.2的解。PLC故障問題

PLC本身的可（kě）靠性是可以保證的，但是應用中的一些不（bú）正確操作會產（chǎn）生一（yī）定的（de）影響。

1.PLC自身的故障判斷

總的來說（shuō），PLC是一種極其可靠的設備，故障率很低。PLC的（de）CPU或（huò）軟件運行錯誤等硬件損壞的概率幾乎為零；如（rú）果PLC輸入點不是強電入侵造成的，幾乎不（bú）會損壞；PLC輸出繼電器的常開點，如果不是外圍負載短路或者設計不（bú）合理，負載電流超過額（é）定範圍，觸點壽命也很長。

因此，在尋找電氣故障點時，應重點關注PLC的外圍電氣元件（jiàn），不要（yào）總是懷疑PLC硬件或程序有問題。這對於快速修複故障設備，快速恢複生產非常重要（yào）。因此，筆者所（suǒ）討論的PLC控製電路電氣故障（zhàng）維修的重點不是PLC本身，而是PLC控製的電路中（zhōng）的（de）外圍電氣元件。

2.輸入輸出（chū）(I/O)模塊的選擇

輸出模（mó）塊分為晶體管、雙向晶閘管和接觸式（shì）。A型晶體（tǐ）管（guǎn）開關速度最快(一般0.2ms)，但負（fù）載能力最小，約0.2~0.3A，24VDC。適用於快速（sù）切換（huàn）和信號連接設備，一般與變（biàn）頻、DC器（qì）件等信號連接。應注意晶（jīng）體管漏電流對負載的影響。可控矽的優點是無觸點，交流負載特性，負載能力低。

繼電器的輸出具有交流和DC負（fù）載的特（tè）點（diǎn），負載能力大。常規控製一般（bān）應首先選擇繼電器觸點式輸（shū）出，但缺點是切換速度較（jiào）慢，一般在10ms左右，不適合高頻切換（huàn）應用。

3.接地問題

PLC係統接地要求嚴格，宜有獨（dú）立的專用接地係統，與PLC相關的（de）其他設（shè）備也（yě）應可靠接地。當多個電路接地點連接在一起時，會產生意想不到（dào）的電流，導致邏輯錯誤或損壞電路。接地電位不同的原（yuán）因通常是接地點在物（wù）理區域內相（xiàng）隔太遠。當相距較遠的設備通過通（tōng）信電纜或傳感器連接時，電纜（lǎn）與（yǔ）地麵（miàn）之間的電流（liú）會流過整個電路。即使在很（hěn）短的距離內，大型設備（bèi）的負載電流也可以在它和地（dì）電位之間變化，或者電磁作用直接產生不可（kě）預知的電流。在不正確接地點的電源之間，有可能在電路中產生破（pò）壞性電流，甚至可能（néng）損壞設備。

一般情況下，PLC係統應選擇單點接地方式。為了提高抗共（gòng）模幹擾的能力，對模擬信號可以（yǐ）采用（yòng）屏蔽浮地技（jì）術，即信（xìn）號電纜的屏（píng）蔽層（céng）一點接地，信號回路浮地，對地絕（jué）緣電阻應（yīng）不（bú）低於50MΩ。

4.消（xiāo）除線間（jiān）電容，避免誤操作。

電纜的每根導體之（zhī）間都存在電容（róng），合格的電纜可以將這種電容限製在一定範圍內。即使是合格的電（diàn）纜，當電纜長度超過一（yī）定長度時，線（xiàn）間電容也會超過要求值。當這種電纜（lǎn）用（yòng）於PLC輸入時，線（xiàn）間電（diàn）容（róng）可能會造成PLC誤動作，會出現很多不可理解的現象（xiàng）。這些現象主要有:開（kāi）路接線正確，但PLC無輸入；沒有PLC應該有的輸入，但有不應該有的輸入，即PLC輸入相互幹擾。

要解決這個問題，我（wǒ）們應該:

1.使用絞合纜芯（xīn）的（de）電纜（lǎn）；

2.盡（jìn）量縮短所用電纜的長度；

3.相互幹擾輸入的獨立電纜；

4.使用屏蔽電纜。

5.抗幹擾處理

工業環境比較惡劣，高低頻幹擾比較多。這些幹擾通常通過連接到現場（chǎng）設備的電纜引入PLC。除接地措施外（wài），在電（diàn）纜的設計選型和敷設施工中還（hái）應采取一些抗幹擾措施:

模擬信號是小信號，易受外（wài）界幹（gàn）擾，應（yīng）選擇雙層屏蔽電（diàn）纜；

高速脈衝信號(如脈衝傳感器、數字計數器等)應使用屏蔽電（diàn）纜。)防止外界幹擾和高速脈衝信號對低電平信號（hào）的幹擾。

PLC之間的（de）通（tōng）訊電纜頻率較高，一般應選擇（zé）廠（chǎng）家提供的電纜。如果要求不高，可以（yǐ）選擇屏蔽雙絞線（xiàn）。

模擬信號線和（hé）DC信號線不能和（hé）交（jiāo）流信號線在同一個槽內走線；

從控製櫃中引入和引出的屏蔽電纜必須接地，並應直接連（lián）接到設備上，不需要連接端子；

交流信（xìn）號、DC信號（hào）和模擬信號不能共用一根電纜，電源電纜應與信號電纜分開敷設（shè）。

現場維護時，解決幹擾的方法有:對（duì）受擾線路使用屏蔽電纜，重新敷設；在程序中（zhōng）添加抗幹擾濾波代碼。

6.標記輸入和（hé）輸出（chū），以便於維護。

PLC控製一個複雜的係統，你能看到的隻是兩（liǎng）排交錯的輸入輸出繼電器端子，對應的指示燈和PLC編號，就（jiù）像（xiàng）一個集成電路有幾十條腿。誰要是不看原理圖去（qù）維（wéi）修故（gù）障設備，就會無所適從，找故障的速度也會特別慢。針對這種情況（kuàng），我們要根據電（diàn）氣原理圖畫一張表，貼在設備的控製台或控製櫃上，標（biāo）明每個PLC輸入輸出端子號對應的電氣（qì）符號和中文名稱，即同類集（jí）成電路的每個管腳的功能描述。

有了這個輸入輸出表，知道操作流程或者熟悉這個設（shè）備梯形圖的電工就可以（yǐ）開（kāi）始檢修了。但是對於那些不熟悉操作流程，看不懂梯形圖的電工來說，就需要再（zài）畫一（yī）張表:PLC輸入輸出邏輯功能表。該表實際上說明了大多數操（cāo）作中輸入電路(觸發元件、相關元件)和輸出電路(執行元件)之間的邏輯對（duì）應關（guān）係。實踐證明，如果你能熟（shú）練運用輸入輸出（chū）對應表和輸入輸出邏輯功（gōng）能表修理電氣故障，不用圖（tú）紙也能輕鬆搞定。

7.通過程序邏輯推斷故障。

現在工業上常用的PLC有（yǒu）很多（duō）種。對於低端PLC，梯（tī）形圖指令（lìng）類似（sì）。對於高端機器（qì），如S7-300，許多（duō）程序是在語言表（biǎo）中編譯的。實用的梯形圖必須用中文符號標注，否（fǒu）則很難讀懂。如果能大致了解設備工藝或操作流程，看梯形圖就更容易了（le）。

如果進行電氣故障分析，一般是逆向查找法或逆向推理法，即根據輸入輸出對應表，從故障點找到對應PLC的輸出繼電（diàn）器，開始逆（nì）向查找滿足（zú）其動作的邏輯關係（xì）。經驗（yàn）表明，一旦發現問題，基本上可（kě）以排除故障（zhàng），因為（wéi）很少有兩個或（huò）兩個以上故障同時發生的點。

8.充分合理利用軟硬件資源。

不（bú）參與控製循環或在循環前已投（tóu）入運行的指令不得連接到PLC；

當多個指令控製一個任務時，建議（yì）在訪問一個（gè）輸入點（diǎn）之前，在PLC外部將它們並聯起來；

充分利用PLC內部功能軟組件（jiàn），充分調用中間狀態，使程序具有完全的連續性，易於開發。同時減少了硬件投入，降低了成本；

在條件允許的情況下，各路輸出應（yīng）獨立，便於控製和檢查（chá），同時也保護其他輸出回路；當一個（gè）輸出點（diǎn）出現故障時，隻會導致相應的（de）輸出電路失控；

如果輸出是正/負受控負載，不僅要從PLC內部程序聯鎖，還（hái）要在PLC外部采（cǎi）取措（cuò）施防止負載雙（shuāng）向移動；

PLC緊急停止應由外部開關切斷，以（yǐ）確保安全。

9.其他需要（yào）注意的事項

不要將交流電源線（xiàn）連接到（dào）輸入端子，以免燒壞PLC；

接地端子應獨立接地，不得與其他設備的接地（dì）端（duān）子串聯，接（jiē）地（dì）線的截麵積不（bú）得小於2mm

設（shè）備(光電傳感（gǎn）器（qì）等。)輔助（zhù）功率低隻能驅（qū）動小功率；

有的PLC有一定數量的（de）占用點(即空地（dì）址端子)，不要接線；

當PLC輸出（chū）電路中沒有保護時，建議（yì）在外部電路中串聯使用保險絲和其他保（bǎo）護裝置，以防止（zhǐ）負載短路造成的損壞。