PLC常見六大故障多發點及故障解決方案建議

近年來，隨著社會（huì）的發（fā）展，PLC可編程控製器在工業生產中得到了廣泛應用。同時，技術人員對其（qí）使（shǐ）用的要（yào）求也在逐年提高，因（yīn）此對係統正（zhèng）常穩（wěn）定運（yùn）行（háng）的要求也越來越高。

可編程（chéng）控製器(PLC)是為工業環（huán）境中的數字操作而設計（jì）的電子設備。它使用可編程存儲（chǔ）器來存儲（chǔ）用於執行（háng）邏輯運算、順序運算、定時、計數和算術運算的指令，並（bìng）可以通過數字或模擬輸入和輸出來控製（zhì）各種類型的機器（qì）或生產過程。但由於工業現場（chǎng）環境（jìng）複雜，PLC故障處理也是儀（yí）器設備維護的重點之一。本文將分（fèn）享（xiǎng）PLC的常見故障及其解決方法，以提（tí）高PLC的維護（hù）技（jì）巧（qiǎo）。

1.常見故障（zhàng）多發部位

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

第一類故（gù）障點（diǎn）也是故障最多（duō）的地方)

比如在一條生產線的PLC控製係統的日常維護中，電器備件消耗最大的就是各種繼電器或者空（kōng）氣開關。除了產品本身的質量，主要還是因為現場環境惡（è）劣。比如暴露在生產環境中的接觸器觸頭容易著火或（huò）氧化，逐漸升溫變形，直至無法使用。這條生產線上的現場控（kòng）製箱都是密封性很好的機櫃，其內部元件的使（shǐ）用壽命（mìng）明顯比（bǐ）開（kāi）放式機櫃中的（de）其他元件要長。因此，要避免此類故障，應盡（jìn）量選（xuǎn）用高性能繼電器，改善元器件的使用環境，減少更換頻率，減少對係統運行的影響。

第二種故（gù）障通常發生在閥門或閘門裝置上。

因為這種設備的（de）致（zhì）動器是（shì）相對位移的；或者傳動結構複雜，機械、電（diàn）氣、液壓等環節稍有不到位，就會出現（xiàn）誤差或故（gù）障。在長期運行狀態下，如果缺乏操作維（wéi）護，很容易造成閥體零件（jiàn）卡、堵、漏。因此，在係（xì）統（tǒng）運行過程中，應加強對此類設備的巡視檢查，發（fā）現（xiàn）問題應及時處理。我廠對此類（lèi）設備建立了嚴格的點檢製度，定期檢查閥門是否變形，執行（háng）機構是否靈活可用，控製器是否有效（xiào）等。，保證了整（zhěng）個控製係統的有效性。

第三種故障點可能發生在開關、極限位置、安全保護和現（xiàn）場操作中的某些部件或設備上。

原因可能是由於長期磨損，也可能是由於（yú）長期不用而腐蝕老化。比如這條生產線窯（yáo）尾料球庫上的走布小車來回移動頻繁，現場灰塵（chén）大（dà），接近（jìn）開關（guān）的觸點變形、氧（yǎng）化（huà）、被灰塵堵塞等。，導致（zhì）觸頭接觸不良或（huò）機構動作不（bú）靈敏。這類設備（bèi）故障的處理主要體現在定期維護，使設備始終（zhōng）處於良好狀態。對於限（xiàn）位（wèi）開關，尤其是重型設備上（shàng）的限位開關，除了定期維護外，還（hái）應在設計過程中增（zēng）加多（duō）重保護措施。

第四種故障點可能發生在PLC係統的子（zǐ）設備（bèi）中。

接線盒（hé）、接（jiē）線端子、螺栓和螺母（mǔ）等設備。這種故（gù）障的原因除（chú）了設備本身的製造工藝外（wài），還與安裝工（gōng）藝有關。比如有人認為（wéi）電線和螺（luó）絲連接越緊密越好。但在二次維護時（shí）容易造成拆卸困難，在大力拆卸時容（róng）易造成連接器及其附（fù）近部件的損（sǔn）壞。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（hěn）難發現和修複。因此，設備的安裝和維護必（bì）須按照安裝（zhuāng）要求的（de）安裝流程進行，不留設（shè）備隱患。

第五個故障點是傳感器（qì）和儀器（qì）。

這種故障一般反（fǎn）映在控製係統中的異常信（xìn）號上。安裝這類（lèi）設備時（shí），信號線（xiàn）的屏蔽層應一端可靠接（jiē）地，並盡可（kě）能與電源電纜分開敷設，尤其是幹擾較大的變頻器輸出電纜，並在PIC內部進行軟（ruǎn）件濾波。這種故障的發現和處理（lǐ）也與日常（cháng）點檢有（yǒu）關，發現的問題要及時處理。

第六種故障主要是電源、地（dì）線、信號線的噪音(幹擾（rǎo）)。

問（wèn）題的解決或改善主要在於工程設（shè）計中的經（jīng）驗和日常維護中（zhōng）的觀（guān）察分析。

要降低故（gù）障（zhàng）率（lǜ），關注工（gōng）廠的工藝和安全操作規程，在日常工作中遵守工藝（yì）和安全操（cāo）作規程，嚴格執行一些相關規定，如維護集（jí）控室的環境等，是（shì）非常（cháng）重要的（de）。，同時在（zài）生產中加強這些方麵的管理。

過程控製係統本身是一（yī）個完整的係統，在分析或處理故障時也要注意係統性。有（yǒu）時候，單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。在（zài）日常維護中，係統變得越來越複雜。比如用複雜的控製方法和設備來實（shí）現原本可以用簡單設備實現（xiàn）的（de）控製，違背了經（jīng）濟、簡（jiǎn）單、實用的（de）原則（zé），可能會增加故障率，這也是需要（yào）注意的地方。

2.2的解。PLC故（gù）障問題

PLC本身的（de）可靠性（xìng）是可以保證的，但是（shì）應用中（zhōng）的（de）一些不正確操作會產生一（yī）定的影響。

1.PLC自身的故障判斷（duàn）

總的（de）來說（shuō），PLC是一種極其（qí）可靠的（de）設備，故障率很低。PLC的CPU或軟件運行（háng）錯誤（wù）等硬件損（sǔn）壞（huài）的概率幾乎為零；如果PLC輸入點不是強電入侵（qīn）造成的，幾乎不會損壞；PLC輸出繼電器的常開點，如果不是外圍負載（zǎi）短路或者設計不合理，負載電流超過額定範圍，觸點壽命也很長。

因（yīn）此，在尋找電氣故障（zhàng）點時，應重點關注PLC的外圍電氣元件，不要總是（shì）懷疑（yí）PLC硬件或程序有問題。這對於快速修（xiū）複（fù）故障設備，快速恢複生產（chǎn）非常（cháng）重要。因此，筆者（zhě）所討論的PLC控製電路電氣故障維修的重點不是PLC本身，而是PLC控製的電路（lù）中的（de）外圍電氣元件（jiàn）。

2.輸入輸出(I/O)模塊的選擇（zé）

輸出模塊分（fèn）為晶體管、雙向晶閘管和接觸式。A型晶體管開關速度最快(一般0.2ms)，但負載能力（lì）最小，約0.2~0.3A，24VDC。適（shì）用（yòng）於快速切換和信號連接設備，一般與變頻、DC器（qì）件（jiàn）等信號連接。應注意晶體管漏電流對負載的（de）影響。可控矽的（de）優點是無觸點，交流負載特性，負（fù）載能力低。

繼電器（qì）的輸出（chū）具有交流和DC負載的特點，負載能力大。常規控（kòng）製一般應首先選擇繼電器觸點式輸出，但缺點是切換速度較慢，一（yī）般在10ms左右，不適合高頻切換應用。

3.接地問（wèn）題

PLC係統（tǒng）接地要求嚴格，宜有獨立的專（zhuān）用（yòng）接地係統，與PLC相關的其他設備也應可靠接地。當多個電路接地點連接在一起時，會產生意想不（bú）到的電（diàn）流，導致邏輯錯誤或損壞（huài）電路。接地電位（wèi）不同的原因通常（cháng）是接（jiē）地點在物理區域內相隔太遠。當相距（jù）較遠的設備通過通（tōng）信電纜或傳感器連接時，電纜與地麵（miàn）之間的電流會流過（guò）整個電路。即使在很短的距離內，大型設備的負載電流（liú）也可以在它和地電位之間變化（huà），或者電（diàn）磁作用直接產生不可預知（zhī）的電流。在不正（zhèng）確接地點的電源之間（jiān），有可能在電（diàn）路（lù）中產生破壞性電流，甚至可能損（sǔn）壞設備。

一般情況下，PLC係統應選擇單點接（jiē）地方式。為了提（tí）高（gāo）抗共模幹擾的能力，對模擬信號可以采用屏蔽浮（fú）地技術，即（jí）信號電纜的屏蔽層一點接地，信號回路浮地，對（duì）地絕緣電阻應不低於50MΩ。

4.消除線間（jiān）電容，避免誤操作。

電纜的每根導體之間都存在電容（róng），合格的電纜可以將這種電容限製在（zài）一定範圍內。即使是合格的電纜（lǎn），當電纜長度（dù）超過一定長度時，線間電容也（yě）會（huì）超過要求值。當這種（zhǒng）電纜用於PLC輸入時，線間電容可能會造成PLC誤動（dòng）作，會出現很多不可理解的現象。這些現象主（zhǔ）要有:開路接線正確，但PLC無輸入；沒有PLC應（yīng）該有的輸入，但有不應該（gāi）有的輸入，即PLC輸入相互幹擾。

要解決這個問（wèn）題，我們（men）應該:

1.使用絞合纜芯（xīn）的電纜；

2.盡量縮（suō）短所用電纜的長度（dù）；

3.相互幹擾輸入的獨立電（diàn）纜；

4.使（shǐ）用屏蔽電纜。

5.抗幹擾處理

工業環境比較惡劣，高（gāo）低頻幹擾比較多。這些幹擾通常（cháng）通過連接到（dào）現場設備的電纜引入PLC。除（chú）接地措施外，在電纜的設（shè）計選型和（hé）敷設施工中還應（yīng）采取一些（xiē）抗幹（gàn）擾措（cuò）施:

模（mó）擬信（xìn）號是小信號（hào），易受外（wài）界幹（gàn）擾（rǎo），應選（xuǎn）擇雙層屏蔽電纜（lǎn）；

高（gāo）速脈（mò）衝信號(如脈衝傳感器（qì）、數字（zì）計數器等)應使用屏蔽電纜。)防止外界幹（gàn）擾和（hé）高速脈衝信號對低電平信號的幹擾。

PLC之間的通訊電纜頻率較高，一般應選擇（zé）廠家提供的電纜。如果要（yào）求不高，可（kě）以選擇屏蔽雙絞線。

模擬信（xìn）號線和DC信號線（xiàn）不能和交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，並應直接連接到設備上，不（bú）需要連接（jiē）端子；

交流信號、DC信號和模擬信號不能共用一根電纜，電（diàn）源電纜應與信號電纜分開敷設。

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

6.標記輸入和輸出，以便於維（wéi）護。

PLC控製（zhì）一個複（fù）雜的係統，你能看到的隻是兩排交錯的輸入輸出繼電器（qì）端子，對應的指示燈和PLC編號，就像一個集成電路（lù）有幾（jǐ）十條（tiáo）腿。誰（shuí）要是不看原理圖去（qù）維修故障設備，就會無所適（shì）從，找故障的速度也會特別慢。針對這種情（qíng）況，我們要根據電氣（qì）原理（lǐ）圖畫一（yī）張表，貼在設備的控製台（tái）或（huò）控製櫃上，標明每個PLC輸（shū）入輸出（chū）端子號對應的電氣符號和中文名稱，即同類集成（chéng）電路的每個管腳的功能描述。

有了這個（gè）輸入輸出表，知（zhī）道操作流程或者熟悉這個設備梯形圖的電工就可以（yǐ）開（kāi）始檢修了。但是對於那些不（bú）熟悉操作流程，看不懂梯形圖（tú）的電工（gōng）來（lái）說，就需要再（zài）畫一張表:PLC輸入（rù）輸出邏輯功能表。該表實際（jì）上說明了大多數（shù）操作中輸入電路(觸發元件、相關元件)和（hé）輸出電路(執行元件)之間（jiān）的（de）邏輯對應關係。實踐證明，如果你能熟練運用輸入輸出對應表和輸入輸出邏輯功能表修理電氣故障，不用圖紙也能輕鬆搞（gǎo）定。

7.通過程（chéng）序邏輯推斷故障。

現在工業上常用的PLC有很多種。對（duì）於低端PLC，梯形圖指令類似（sì）。對於高端機器，如S7-300，許多程序（xù）是在語言表中編譯的。實用的梯形圖必須用中（zhōng）文符號標注，否則很難讀（dú）懂。如果能大致了解設備工藝或操作流程，看（kàn）梯（tī）形圖就更容易了。

如果進行電氣故障分（fèn）析，一般是（shì）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（zhǎo）到對應PLC的（de）輸出繼電器，開始逆向查找滿足（zú）其（qí）動作的邏輯關係。經驗表明，一旦發現問題，基本（běn）上可以排除故障，因為很少有兩個或兩個以（yǐ）上故障同時發生的點。

8.充分合理利用（yòng）軟硬件資源。

不參與控（kòng）製循環或在循環前已投入運行的指（zhǐ）令不得連接到PLC；

當多個（gè）指令控製一個任（rèn）務（wù）時，建議在訪問一個輸入（rù）點（diǎn）之（zhī）前，在PLC外部將它們並聯起來；

充分利（lì）用PLC內部功能軟組件，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（shǎo）了（le）硬件投入，降低了成本；

在條件允許（xǔ）的情況下，各路輸出應獨立，便於控製和檢查，同（tóng）時也保（bǎo）護其他輸出回（huí）路；當一個輸出點出現（xiàn）故障時，隻（zhī）會導致相應的輸出電路失控（kòng）；

如（rú）果輸出是正/負（fù）受控負載，不僅（jǐn）要從PLC內部（bù）程（chéng）序聯鎖，還要在PLC外部采取措施防止負載雙向移動；

PLC緊急停止應由外部開關切斷，以確保安全。

9.其他需要注意的事項

不要將交（jiāo）流電（diàn）源線連接到輸入端子，以免（miǎn）燒壞（huài）PLC；

接地端子應獨立接地，不得與其他設備的接地端子串聯，接地線的截麵積不得小（xiǎo）於2mm

設備(光電傳感器等。)輔助功率低隻能驅動小（xiǎo）功率；

有的PLC有（yǒu）一定數量的占用點(即（jí）空地址端子)，不（bú）要接線；

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