概述
PLC （可編程控制器）技術已廣泛應用于各控制領域，尤其是在工業生產過程控制中，它具有其它控制器無可比擬的優點，可靠性高、抗干擾能力強，在惡劣的生產環境里，仍然可以十分正常地工作。作為PLC本身，它的故障發生率非常低，但對以PLC為核心的PLC控制系統而言，組成系統的其他外部元器件（如傳感器和執行器）、外部輸入信號和軟件本身，都很可能發生故障，從而使整個系統發生故障，有時還會燒壞PLC，使整個系統癱瘓，造成極大的經濟損失，甚至危及人的生命安全。所以技術人員必須熟悉PLC 技術,并能夠熟練地診斷和排除PLC在運行中的故障。PLC控制系統故障診斷技術的基本原理是利用PLC的邏輯或運算功能，把連續獲得的被控過程的各種狀態不斷地與所存儲的理想（或正確）狀態進行比較．發現它們之間的差異，并檢查差異是否在所允許的范圍內（包括時間范圍和數值范圍）。若差異超出了該范圍，則按事先設定的方式對該差異進行譯碼，最后以簡單的、或較完善的方式給出故障信息報警。故障診斷的功能包括故障的檢測和判斷及故障的信息輸出。常見的PLC控制系統中，其故障的情況是多種多樣的。 PLC控制系統的一般結構和故障類型
PLC控制系統主要由輸入部分、CPU、采樣部分、輸出控制和通訊部分組成，如圖1所示。輸入部分包括控制面板和輸入模板；采樣部分包括采樣控制模板、AD轉換模板和傳感器；CPU作為系統的核心，完成接收數據，處理數據，輸出控制信號；輸出部分有的系統用到DA模板，將輸出信號轉換為模擬量信號，經過功放驅動執行器；大多數系統直接將輸出信號給輸出模板，由輸出模板驅動執行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機組成。
因為PLC本身的故障可能性極小，系統的故障主要來自外圍的元部件，所以它的故障可分為如下幾種：
（1）輸入故障，即操作人員的操作失誤；
■傳感器故障；
■執行器故障；
■PLC軟件故障
這些故障，都可以用合適的故障診斷方法進行分析和用軟件進行實時監測，對故障進行預報和處理。 PLC控制系統的故障診斷方法
PLC控制系統故障的宏觀診斷
故障的宏觀診斷就是根據經驗，參照發生故障的環境和現象來確定故障的部位和原因。PLC控制系統的故障宏觀診斷方法如下：
■是否為使用不當引起的故障，如屬于這類故障，則根據使用情況可初步判斷出故障類型、發生部位。常見的使用不當包括供電電源故障、端子接線故障、模板安裝故障、現場操作故障等。
■如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或系統運行時間較長所引發的故障。對于這類故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實際過程相連的傳感器、檢測開關、執行機構和負載是否有故障：然后檢查PLC的I/O模板是否有故障：最后檢查PLC的CPU是否有故障。
■在檢查PLC本身故障時，可參考PLC的CPU模板和電源模板上的指示燈。
■采取上述步驟還檢查不出故障部位和原因，則可能是系統設計錯誤，此時要重新檢查系統設計，包括硬件設計和軟件設計。
PLC控制系統的故障自診斷
故障自診斷是系統可維修性設計的重要方面，是提高系統可靠性必須考慮的重要問題。自診斷主要采用軟件方法判斷故障部分和原因。不同控制系統自診斷的內容不同。PLC有很強的自診斷能力，當PLC出現自身故障或外圍設備故障，都可用PLC上具有的診斷指示功能的發光二極管的亮、滅來查找，
總體診斷
根據總體檢查流程圖找出故障點的大方向，逐漸細化，以找出具體故障，如圖2所示。
電源故障診斷
電源燈不亮，需對供電系統進行診斷。如果電源燈不亮，首先檢查是否有電，如果有電，則下一步就檢查電源電壓是否合適，不合適就調整電壓，若電源電壓合適，則下一步就是檢查熔絲是否燒壞，如果燒壞就更換熔絲檢查電源，如果沒有燒壞，下一步就是檢查接線是否有誤，若接線無誤，則應更換電源部件。
運行故障診斷
電源正常，運行指示燈不亮，說明系統已因某種異常而終止了正常運行。檢查流程如圖3所示.
圖3 運行故障診斷流程圖 輸入輸出故障診斷
輸人輸出是PLC與外部設備進行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和輸入輸出單元有關外，還與聯接配線、接線端子、保險絲等元件狀態有關。
出現輸入故障時，首先檢查LED電源指示器是否響應現場元件（如按鈕、行程開關等）。如果輸入器件被激勵（即現場元件已動作），而指示器不亮，則下一步就應檢查輸入端子的端電壓是否達到正確的電壓值。若電壓值正確，則可替換輸入模塊。若一個LED邏輯指示器變暗，而且根據編程器件監視器、處理器未識別輸入，則輸入模塊可能存在故障。如果替換的模塊并未解決問題且連接正確，則可能是I／O機架或通信電纜出了問題。
出現輸出故障時，首先應察看輸出設備是否響應LED狀態指示器。若輸出觸點通電，模塊指示器變亮，輸出設備不響應。那么，首先應檢查保險絲或替換模塊。若保險絲完好，替換的模塊未能解決問題，則應檢查現場接線。若根據編程設備監視器顯示一個輸出器被命令接通，但指示器關閉，則應替換模塊。
在診斷輸入／輸出故障時，最佳方法是區分究竟是模塊自身的問題，還是現場連接上的問題。如果有電源指示器和邏輯指示器，模塊故障易于發現。通常，先是更換模塊，或測量輸入或輸出端子板兩端電壓測量值正確，模塊不響應，則應更換模塊。若更換后仍無效，則可能是現場連接出問題了。輸出設備截止，輸出端間電壓達到某一預定值，就表明現場連線有誤。若輸出器受激勵，且LED指示器不亮，則應替換模塊。如果不能從I／O模塊中查出問題，則應檢查模塊接插件是否接觸不良或未對準。最后，檢查接插件端子有無斷線，模塊端子上有無虛焊點。
指示診斷
LED狀態指示器能提供許多關于現場設備、連接和I／O模塊的信息。大部分輸入／輸出模塊至少有一個指示器。輸入模塊常設電源指示器，輸出模塊則常設一個邏輯指示器。
對于輸入模塊，電源LED顯示表明輸入設備處于受激勵狀態，模塊中有一信號存在。該指示器單獨使用不能表明模塊的故障。邏輯LED顯示表明輸入信號已被輸入電路的邏輯部分識別
。如果邏輯和電源指示器不能同時顯示，則表明模塊不能正確地將輸入信號傳遞給處理器。輸出模塊的邏輯指示器顯示時，表明模塊的邏輯電路已識別出從處理器來的命令并接通。除了邏輯指示器外，一些輸出模塊還有一只保險絲熔斷指示器或電源指示器，或二者兼有。保險絲熔斷指示器只表明輸出電路中的保護性保險絲的狀態；輸出電源指示器顯示時，表明電源已加在負載上。像輸入模塊的電源指示器和邏輯指示器一樣，如果不能同時顯示，表明輸出模塊就有故障了。 PLC控制系統的維護
日常維護
PLC的日常維護和保養比較簡單，主要是更換保險絲和鋰電池, 基本沒有其它易損元器件。由于存放用戶程序的隨機存儲器（RAM）、計數器和具有保持功能的輔助繼電器等均用鋰電池保護，鋰電池的壽命大約為5年，當鋰電池的電壓逐漸降低到一定程度時，PLC基本單元上電池電壓跌落到指示燈亮，提示用戶注意有鋰電池所支持的程序還可保留一周左右，必須更換電池，這是日常維護的主要內容。
調換鋰電池的步驟為：
■在拆裝前，應先讓PLC通電15秒以上（這樣可使作為存儲器備用電源的電容器充電，在鋰電池斷開后，該電容可對PLC做短暫供電，以保護RAM 中的信息不丟失）；
■斷開PLC的交流電源；
■打開基本單元的電池蓋板；
■取下舊電池，裝上新電池；
■蓋上電池蓋板。
注意更換電池時間要盡量短，一般不允許超過3分鐘。如果時間過長，RAM中的程序將消失。
此外,應注意更換保險絲時要采用指定型號的產品。
I/O模塊的更換
若需替換一個模塊，用戶應確認被安裝的模塊是同類型。有些I/O系統允許帶電更換模塊，而有些則需切斷電源。若替換后可解決問題，但在一相對較短時間后又發生故障，那么用戶應檢查能產生電壓的感性負載，也許需要從外部抑制其電流尖峰。如果保險絲在更換后易被燒斷，則有可能是模塊的輸出電流超限，或輸出設備被短路。
PLC的故障診斷是一個十分重要的問題，是保證PLC控制系統正常、可靠運行的關鍵。本文對常用的故障診斷方法進行了探討。在實際工作過程中，應充分考慮到對PLC的各種不利因素，定期進行檢查和日常維護，以保證PLC控制系統安全、可靠地運行。 |
