關(guān)于PLC系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)

(一)PLC基本構(gòu)成

可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController，PLC)通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。目前PLC在化工業(yè)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著巨大作用，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用。

但是使用過(guò)程中它發(fā)生故障怎么辦?在故障處理以及使用注意事項(xiàng)等方面給大家提供一些建議。

從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。

固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。

(二)PLC的品牌特性

1)在故障排查時(shí)了解PLC的廠家品牌是很重要的，根據(jù)品牌特性來(lái)查找和解決問(wèn)題會(huì)更快速。

2)目前中國(guó)市場(chǎng)占有率最高的小型的PLC有日產(chǎn)PLC品牌：三菱、歐姆龍，歐美系列：西門(mén)子等。大型PLC四大品牌：西門(mén)子，施耐德，AB(羅克韋爾)，GE。中型PLC：西門(mén)子，施耐德，歐姆龍，三菱?；旧蠈W(xué)會(huì)三菱PLC，一般國(guó)產(chǎn)PLC都可以搞的定。

(三)常見(jiàn)PLC故障維修套路

1CPU異常

CPU異常報(bào)警時(shí)，應(yīng)檢查CPU單元連接于內(nèi)部總線上的所有器件。具體方法是依次更換可能產(chǎn)生故障的單元，找出故障單元，并作相應(yīng)處理。

2存儲(chǔ)器異常

存儲(chǔ)器異常報(bào)警時(shí)，如果是程序存儲(chǔ)器的問(wèn)題，通過(guò)重新編程后還會(huì)再現(xiàn)故障。這種情況可能是噪聲的干擾引起程序的變化，否則應(yīng)更換存儲(chǔ)器。

3輸入/輸出單元異常、擴(kuò)展單元異常

發(fā)生這類(lèi)報(bào)警時(shí)，應(yīng)首先檢查輸入/輸出單元和擴(kuò)展單元連接器的插入狀態(tài)、電纜連接狀態(tài)，確定故障發(fā)生的某單元之后，再更換單元。

4不執(zhí)行程序

一般情況下可依照輸入---程序執(zhí)行---輸出的步驟進(jìn)行檢查。

(1)輸入檢查是利用輸入LED指示燈識(shí)別，或用寫(xiě)入器構(gòu)成的輸入監(jiān)視器檢查。當(dāng)輸入LED不亮?xí)r，可初步確定是外部輸入系統(tǒng)故障，再配合萬(wàn)用表檢查。如果輸出電壓不正常，就可確定是輸入單元故障。當(dāng)LED亮而內(nèi)部監(jiān)視器無(wú)顯示時(shí)，則可認(rèn)為是輸入單元、CPU單元或擴(kuò)展單元的故障。

(2)程序執(zhí)行檢查是通過(guò)寫(xiě)入器上的監(jiān)視器檢查。當(dāng)梯形圖的接點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果不一致時(shí)，則是程序錯(cuò)誤(例如內(nèi)部繼電器雙重使用等),或是運(yùn)算部分出現(xiàn)故障。

(3)輸出檢查可用輸出LED指示燈識(shí)別。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果正確而輸出LED指示錯(cuò)誤時(shí)，則可認(rèn)為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當(dāng)輸出LED是亮的而無(wú)輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負(fù)載系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。

另外，由于PLC機(jī)型不同，1/0與LED連接方式的不一樣(有的接于1/0單元接口上，有的接于1/0單元上)。所以，根據(jù)LED判斷的故障范圍也有差別。

5部分程序不執(zhí)行

檢查方法與前項(xiàng)相同，但是，如果計(jì)數(shù)器、步進(jìn)控制器等的輸入時(shí)間過(guò)短，則會(huì)出現(xiàn)無(wú)響應(yīng)故障，這時(shí)應(yīng)該校驗(yàn)輸入時(shí)間是否足夠大，校驗(yàn)可按輸入時(shí)間<輸入單元的最大響應(yīng)時(shí)間+運(yùn)算掃描時(shí)間乘以2的關(guān)系進(jìn)行。

6電源的短時(shí)掉電，程序內(nèi)容也會(huì)消失

(1)這時(shí)除了檢查電池，還要進(jìn)行下述檢查。

(2)通過(guò)反復(fù)通斷PLC本身電源來(lái)檢查。為使微處理器正確啟動(dòng)，PLC中設(shè)有初使復(fù)位點(diǎn)電路和電源斷開(kāi)時(shí)的保存程序電路。這種電路發(fā)生故障時(shí)，就不能保存程序。所以可用電源的通、斷進(jìn)行檢查。

(3)如果在更換電池后仍然出現(xiàn)電池異常報(bào)警，就可判定是存儲(chǔ)器或是外部回路的漏電流異常增大所致。

(4)電源的通斷總是與機(jī)器系統(tǒng)同步發(fā)生，這時(shí)可檢查機(jī)器系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲影響。因?yàn)殡娫吹臄嚅_(kāi)是常與機(jī)器系統(tǒng)運(yùn)行同時(shí)發(fā)生的故障，絕大部分是電機(jī)或繞組所產(chǎn)生的強(qiáng)噪聲所致。

7PROM不能運(yùn)轉(zhuǎn)

先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片

8電源重新投入或復(fù)位后，動(dòng)作停止

這種故障可認(rèn)為是噪聲干擾或PLC內(nèi)部接觸不良所致。噪聲原因一般都是電路板中小電容容量減小或元件性能不良所致，對(duì)接觸不良原因可通過(guò)輕輕敲PLC機(jī)體進(jìn)行檢查。還要檢查電纜和連接器的插入狀態(tài)。

9變頻器對(duì)PLC模擬量的干擾

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，變頻器的使用越來(lái)越廣泛，變頻器對(duì)PLC模擬量干擾問(wèn)題也凸顯出來(lái)。下面舉一個(gè)變頻器對(duì)PLC模擬量干擾的例子以及用信號(hào)隔離模塊克服此類(lèi)干擾的解決辦法。

現(xiàn)象說(shuō)明：西門(mén)子PLC中AO點(diǎn)發(fā)出一路4-20mA電流控制信號(hào)，輸出至西門(mén)子變頻器，無(wú)法控制變頻器啟動(dòng)。

故障查找：

1、疑似模擬量輸出板卡問(wèn)題，用萬(wàn)用表測(cè)量4-20mA輸出信號(hào)，信號(hào)是正常的。

2、開(kāi)始懷疑是變頻器控制信號(hào)輸入端有了問(wèn)題，換了一臺(tái)同型號(hào)變頻器，問(wèn)題仍然如此。

3、用一臺(tái)手持式信號(hào)發(fā)射器做4-20mA輸出信號(hào)源，輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)至變頻器，這下變頻器啟動(dòng)了，因而我們排除了模擬量輸出板卡和變頻器的故障。

4、由此推測(cè)是變頻器的干擾信號(hào)傳導(dǎo)至模擬量通道所致。

5、為了驗(yàn)證，在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺(tái)信號(hào)隔離模塊TA3012，TA3012的輸入端子5、6接模擬量輸出模塊，輸出端子1、2端子接變頻器，3、4端子接外部24VDC供電電源，變頻器正常啟動(dòng)了。

6、據(jù)此斷定，問(wèn)題的根源在于變頻器干擾模擬量通道所致。

10三菱PLC的故障排查

三菱PLC如何進(jìn)行根據(jù)LED指示燈(POWER指示燈、EPROR指示燈、輸入指示燈、輸出指示燈)的工作情況對(duì)PLC故障原因進(jìn)行排查。01POWER指示燈

POWER指示燈即電源指示燈，首先給三菱plc基本單元供電，正常的情況下POWER指示燈會(huì)亮，不需調(diào)整。如果不亮：

(1)就要檢查電源接線是否有問(wèn)題。另一種情況是在該電源上存在驅(qū)動(dòng)傳感器時(shí)，要行檢查有無(wú)負(fù)載短路或過(guò)電流的現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

(2)檢查PLC內(nèi)是否存在其他導(dǎo)電性干擾物或其它異常情況，從而導(dǎo)致燒壞基本單元內(nèi)的保險(xiǎn)絲，如果是，就要排除干擾物和異常情況，再換上相應(yīng)好的保險(xiǎn)絲即可。EPROR指示燈02

EPROR指示燈又稱(chēng)出錯(cuò)指示燈，正常情況下是不亮的。EPROR指示燈故障指示有：

(1)EPROR指示燈閃爍造成EPROR指示燈閃爍的原因有：

①程序語(yǔ)法錯(cuò)誤(如忘記設(shè)置定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的常數(shù)等)。

②有異常噪音、導(dǎo)電性異物混入等原因而引起程序內(nèi)存的內(nèi)容變化時(shí)。如果三菱plc的運(yùn)行狀態(tài)為“STOP”，而且所有的輸出變?yōu)镺FF時(shí)，首先要檢查程序是否有錯(cuò)，再檢查有無(wú)導(dǎo)電性異物混入和高強(qiáng)度噪音源。

(2)EPROR指示燈亮EPROR指示燈亮的原因有：

①第一種情況是三菱plc的CPU受到混入的導(dǎo)電性異物質(zhì)或受外部異常噪音的干擾，以致CPU失控或運(yùn)算周期超過(guò)200ms，導(dǎo)致WDT出錯(cuò)，EPROR指示燈亮。

②檢查plc的接地是否符合要求。檢查過(guò)程如果出現(xiàn)[EPROR]LED燈亮→閃爍的變化，請(qǐng)進(jìn)行程序檢查。

③如果EPROR指示燈是常亮狀態(tài)，檢查程序運(yùn)算周期是否過(guò)長(zhǎng)(監(jiān)視D8012可知最大掃描時(shí)間)。

④plc內(nèi)部發(fā)生故障，請(qǐng)與技術(shù)服務(wù)商聯(lián)系。如果plc運(yùn)行狀態(tài)處于“STOP”，而且所有輸出變?yōu)镺FF時(shí)，可以進(jìn)行斷電復(fù)位，若plc恢復(fù)正常，請(qǐng)檢查一下有無(wú)異常噪音發(fā)生源和導(dǎo)電性異物混入的情況。03輸入指示燈

輸入指示燈常見(jiàn)指示故障：

(1)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)是OFF狀態(tài)，但是電路卻是導(dǎo)通的的原因：

①輸入開(kāi)關(guān)的額定電流容量過(guò)大或由于油侵入等原因，容易產(chǎn)生接觸不良。

②當(dāng)輸入開(kāi)關(guān)與LED燈亮用電阻并聯(lián)時(shí)，即使輸入開(kāi)關(guān)OFF但并聯(lián)電路仍導(dǎo)通，仍可對(duì)三菱FX系列PLC進(jìn)行輸入。以上原因不光OFF的輸入有影響，對(duì)ON的輸入同樣也影響。

(2)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)是ON狀態(tài)，但是電路卻無(wú)法導(dǎo)通的的原因：

①光傳感器等輸入設(shè)備的發(fā)光/受光部位受外界干擾(如雜質(zhì)、灰塵或者損傷等)，導(dǎo)致靈敏度大幅降低，從而造成不能形成回路的運(yùn)行狀態(tài)。

②輸入端子上存在不同的外加電壓損壞輸入回路。如：會(huì)造成三菱FX2N系列plc運(yùn)算周期短的時(shí)間內(nèi)，不能接收到ON和OFF的輸入。輸出指示燈04

輸出指示燈指示故障：負(fù)載不能進(jìn)行ON或OFF。造成的原因：

①過(guò)載、負(fù)載短路或容量性負(fù)載的沖擊電流等，引起繼電器輸出接點(diǎn)粘合。

②接點(diǎn)接觸面不好導(dǎo)致接觸不良。

日常維護(hù)的注意事項(xiàng)

1工作環(huán)境

溫度PLC要求環(huán)境溫度在0-55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有3Omm以上間隔；開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射；如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55℃，要安裝電風(fēng)刷強(qiáng)迫通風(fēng)。

濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。

震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10-55Hz的繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí),必采取誠(chéng)震措施,如采用減震膠等。

空氣避兔有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、化氫等，對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。

電源PLC供電電源為50Hz、220(1+10V)的交流電，對(duì)于電源線的干擾。PLC本身具有足夠的抵制能力，對(duì)于可靠性要求較高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之的干擾，還可以在電源輸入端串聯(lián)LC濾波電路。FX系列PLC有直流24V輸出線端，該接線端可為輸入傳感器(如光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān))提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。

2安裝與布線

動(dòng)力線、控制線及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。

PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。

PLC的輸入與輸出最好分開(kāi)走線，開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。

PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及給你模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防止外界信號(hào)的干擾。

交流輸入線和直流輸出線不要在同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。

交流輸出線和直流輸出線不要用一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。

3I/O端的接線

輸入接線一般不要超過(guò)30米。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些。輸入輸出線不能用同一根電纜，輸入輸出線要分開(kāi)。盡可能采用常開(kāi)觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。

輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類(lèi)型和電壓等級(jí)的輸出電壓，但在同一組中的輸出只能用同一類(lèi)型，同一電壓等級(jí)的電源。

由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒印制電路板。因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件

4PLC和變頻器共用

在PLC和變頻器同時(shí)使用的自控系統(tǒng)中，應(yīng)該著重注意一下事項(xiàng)：

1.PLC供電電源與動(dòng)力系統(tǒng)電源(變頻器電源)分別配置，且PLC的供電應(yīng)該選擇隔離變壓器；

2.動(dòng)力線盡量與信號(hào)線分開(kāi)，信號(hào)線要做屏蔽；

3.無(wú)論是模擬信號(hào)輸入還是模擬信號(hào)輸出，模擬量通道一律使用信號(hào)隔離模塊；

4.PLC程序里做軟件濾波設(shè)計(jì)；

5.信號(hào)地與動(dòng)力地分開(kāi)設(shè)計(jì)。

做好以上五點(diǎn)，變頻器對(duì)PLC模擬量干擾的問(wèn)題，即可迎刃而解。

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