摘 要：本文主要介紹了PLC控制系統(tǒng)中的幾種常見(jiàn)的故障情況，并在此基礎(chǔ)山設(shè)計(jì)出相應(yīng)的故障診斷及檢測(cè)程序已對(duì)其系統(tǒng)的故障進(jìn)行自動(dòng)診斷及警示。最后在結(jié)合相關(guān)理論技術(shù)的基礎(chǔ)上提出幾點(diǎn)故障處理方式，希望能為PLC 系統(tǒng)的使用提供參考建議。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；故障；檢測(cè)；處理

PLC是在微處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)如信息技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)等而發(fā)展起來(lái)的一種控制裝置，即可編程序控制器。這種裝置多用于工業(yè)環(huán)境中，以協(xié)助設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有重要作用。因此，PLC控制系統(tǒng)的正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于使用PLC控制系統(tǒng)的企業(yè)而言必須要加強(qiáng)對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)的日常維護(hù)及檢修工作，并要具備專(zhuān)業(yè)的故障診斷及排除技術(shù)，以便能在故障出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行及時(shí)有效的解決。

1 常見(jiàn)故障

1.1外部設(shè)備故障

此處所指的外部設(shè)備多為應(yīng)用與外部的控制開(kāi)關(guān)及傳感設(shè)備等，當(dāng)這些部件出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，將會(huì)首先對(duì)PLC的控制功能產(chǎn)生制約。這些設(shè)備因長(zhǎng)期處于外部環(huán)境中，不僅使用頻繁易產(chǎn)生磨損，還會(huì)因外部人為原因而出現(xiàn)不同程度的損壞，同時(shí)，因缺乏有效的保護(hù)措施，這些外部設(shè)備還極為容易出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象。對(duì)于PLC系統(tǒng)而言，外部設(shè)備的故障最為常見(jiàn)，并且在解決辦法上也較為簡(jiǎn)單常規(guī)。

1.2軟件故障

PLC 系統(tǒng)的運(yùn)行需要其內(nèi)部軟件的支撐。當(dāng)其軟件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，PLC 系統(tǒng)的也將不能正常運(yùn)行。通常情況下，PLC系統(tǒng)的軟件故障多是由于其編程出現(xiàn)問(wèn)題、或者軟件本身受到病毒攻擊，也或者是人為原因而導(dǎo)致其軟件出現(xiàn)損壞等。但不論是何種原因?qū)е碌能浖收蠁?wèn)題，都會(huì)直接影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而且在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，因PLC系統(tǒng)的軟件需要控制多方面的工作內(nèi)容，其故障問(wèn)題本身就不可避免。

1.3硬件故障

除了軟件的支持，PLC系統(tǒng)內(nèi)部還存在大量的硬件設(shè)備。這些設(shè)備組合在一起，通過(guò)分工執(zhí)行系統(tǒng)軟件所下發(fā)的指令，共同保障PLC系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。不同于PLC系統(tǒng)的外部設(shè)備，這些隱藏于系統(tǒng)內(nèi)部的硬件設(shè)施不僅組合類(lèi)型多樣，其功能分區(qū)也各有不同，有的甚至隱藏十分隱蔽，十分容易被忽略。再加上這些硬件設(shè)備因管控的區(qū)間不同，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)也只會(huì)使其控制范圍內(nèi)的功能出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行可能不會(huì)造成惡劣影響，也是因此，其故障問(wèn)題就很難在第一時(shí)間就被發(fā)掘。通常情況下，這種類(lèi)型的故障不僅需要檢修人員極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)水平，還需要其工作過(guò)程中的極度細(xì)心與極強(qiáng)的責(zé)任心。

2 診斷設(shè)計(jì)與自我檢測(cè)

2.1 診斷設(shè)計(jì)

一般情況下，PLC 系統(tǒng)的故障問(wèn)題都會(huì)有相應(yīng)的故障提示，這些提示都是通過(guò)在PLC 系統(tǒng)內(nèi)加入故障診斷技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種技術(shù)的作用原理就是通過(guò)對(duì)PLC內(nèi)部的邏輯及運(yùn)算系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)其工作過(guò)程中的控制情況與診斷系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)置的正確情況進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)兩者之間的差異進(jìn)行分析，當(dāng)其中的差異之處超出正產(chǎn)范圍時(shí)，診斷系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行警示。

2.2自我檢測(cè)

PLC系統(tǒng)都具有自我檢測(cè)的功能，并對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行提示，以方面工作人員準(zhǔn)確找到故障部分并進(jìn)行維修。

2.2.1 指示燈警示

PLC系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)重要的功能區(qū)都配備了指示燈的功能，并提前對(duì)其指示燈進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)PLC的自我檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)某處功能分區(qū)出現(xiàn)故障或此處無(wú)電力供應(yīng)時(shí)，其區(qū)域內(nèi)的指示燈將會(huì)熄滅。誠(chéng)然，這種指示燈熄滅的情況也不全是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部關(guān)鍵部件出現(xiàn)問(wèn)題，而是由于指示燈的相關(guān)控制部件出現(xiàn)短路或斷電現(xiàn)象造成的。

2.2.2程序警示

當(dāng)PLC的控制程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)警示。對(duì)于PLC系統(tǒng)而言，其程序?qū)τ阱e(cuò)誤的語(yǔ)法及指令具有極強(qiáng)的識(shí)別能力。如工作人員在對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置時(shí)出現(xiàn)紕漏，或者有異物進(jìn)入系統(tǒng)中對(duì)程序的存儲(chǔ)造成影響，都會(huì)使程序發(fā)出相應(yīng)的警示。如其指示燈會(huì)持續(xù)閃爍，系統(tǒng)運(yùn)行停止，系統(tǒng)的顯示功能也處于暫時(shí)關(guān)閉的狀態(tài)，并且這些警示只有在故障問(wèn)題被有效解決時(shí)才會(huì)消失。

2.2.3輸入輸出警示

輸入，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)系統(tǒng)下達(dá)指令，而輸出就是對(duì)指令進(jìn)行執(zhí)行。通常，當(dāng)這兩處出現(xiàn)故障時(shí)，其明顯標(biāo)志就是此處的指示燈也處于熄滅狀態(tài)。一般情況下，輸入處的指示燈熄滅主要有控制開(kāi)關(guān)未正常開(kāi)啟、指示燈內(nèi)部故障、傳感器故障以及周邊電壓故障等。而輸出處的故障則多是由于過(guò)載及負(fù)載等原因?qū)е碌睦^電器接觸不良等問(wèn)題。

3 常見(jiàn)的故障處理方式

3.1 內(nèi)部簡(jiǎn)單故障的處理

此處所指的簡(jiǎn)單故障一般是指通過(guò)PLC系統(tǒng)自帶的診斷功能就能識(shí)別出來(lái)的故障類(lèi)型。當(dāng)對(duì)這些故障進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)主要針對(duì)其故障的誘因，并從源頭上著手進(jìn)行處理。

第一，當(dāng)系統(tǒng)的電源指示燈不亮?xí)r，應(yīng)首先對(duì)其周邊的電壓情況進(jìn)行檢查與測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題，則導(dǎo)致指示燈不亮的根源應(yīng)在控制系統(tǒng)之外，為外部設(shè)備的故障問(wèn)題。而當(dāng)檢測(cè)結(jié)果顯示正常時(shí)，則應(yīng)對(duì)指示燈內(nèi)的相關(guān)控制元件進(jìn)行檢查，如保險(xiǎn)絲是否有損，對(duì)于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的部件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修，必要時(shí)還應(yīng)予以更換。

第二，當(dāng)電源的指示燈顯示正常，但系統(tǒng)卻不能工作時(shí)，應(yīng)首先檢查故障問(wèn)題是否出現(xiàn)在程序系統(tǒng)內(nèi)部。如果是代碼問(wèn)題則應(yīng)從程序源頭尋找，此時(shí)工作人員就需要在專(zhuān)業(yè)的代碼手冊(cè)的指導(dǎo)下進(jìn)行工作，并根據(jù)正確的代碼定義及時(shí)更正錯(cuò)誤。

第三，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行指示燈處于熄滅狀態(tài)時(shí)，應(yīng)主要對(duì)編程器進(jìn)行檢查。首先應(yīng)查看其安裝位置是否準(zhǔn)確，其次要確認(rèn)編程器所編輯的程序本身不存在錯(cuò)誤。而當(dāng)檢查后編程器在正常使用過(guò)程中并未顯示錯(cuò)誤代碼則代表編程器本身并不存在故障問(wèn)題，此時(shí)則可以確定故障應(yīng)出現(xiàn)在CPU模塊上，而檢修工作人員則只需要更換相應(yīng)的模塊就可以解決故障問(wèn)題。

3.2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障處理

通常情況下，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障并不能被PLC控制系統(tǒng)的自我檢測(cè)功能檢測(cè)出來(lái)，它只能由人為的主動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)在第一時(shí)間及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。通過(guò)大量的實(shí)踐證明，這種現(xiàn)場(chǎng)的故障處理雖然具有極強(qiáng)的處理作用，但是其使用范圍卻十分狹隘。

首先，PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中突然出現(xiàn)中止現(xiàn)象，并處于輸出情況的中間狀態(tài)時(shí)，工作人員應(yīng)該及時(shí)對(duì)其停止過(guò)程進(jìn)行識(shí)別并積極尋找出系統(tǒng)的下一步工作信號(hào)，通過(guò)編程器內(nèi)這些信號(hào)的顯示情況來(lái)判斷信號(hào)狀態(tài)是否存在異常。其次，工作人員在對(duì)PLC 系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)輸入時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注編程器內(nèi)的顯示情況，如果其顯示的狀態(tài)與輸入模塊的LED指示有所出入時(shí)，則可證明輸入模塊出現(xiàn)故障，工作人員應(yīng)及時(shí)對(duì)其檢修或進(jìn)行更換。而當(dāng)發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展框架上顯示的情況與實(shí)際情況有出入時(shí)，還應(yīng)在更換模塊前對(duì)電纜與模塊之間的連接進(jìn)行檢查，查看其是否有異常。最后就是當(dāng)輸入程序的狀態(tài)處于一致情況時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)二極管及按鈕和開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行比較，而當(dāng)輸入狀態(tài)與模塊指示顯示出現(xiàn)出入時(shí)，應(yīng)最先對(duì)輸入模塊進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)模塊中存在問(wèn)題時(shí)，應(yīng)在更換模塊前首先對(duì)輔助模塊正常使用的相關(guān)配件進(jìn)行更換或檢修，如無(wú)效果再選擇更換模塊。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)而言，依托于其內(nèi)部的自我檢測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)，多數(shù)情況下工作人員都可以根據(jù)系統(tǒng)的故障提示及時(shí)采取相應(yīng)的維修措施。這不僅大大節(jié)省了維修人員在故障查找時(shí)的時(shí)間消耗，還相對(duì)節(jié)省了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本。但是對(duì)于工作人員而言，并不能完全依賴(lài)于系統(tǒng)的自我檢測(cè)，還要重視日常的經(jīng)驗(yàn)積累以便于能更加高效地解決故障問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：王百慧（1990.8——）男，漢族，畢業(yè)于哈爾濱電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，專(zhuān)科學(xué)歷，檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用專(zhuān)業(yè)，主要從事電廠熱控DCS及PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)與建設(shè)。