摘要：早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，在起重机械电气控制中得到广泛应用，并且具有良好的发展态势。它的主要优点是使用方便，可靠性高，故障率低，缺点是购买成本比较高，一旦出现故障维修难度较大。本文主要介绍起重机械PLC组成的电源系统、CPU系统及I/O模块系统等常见问题，故障判断、处理方法进行汇总分析，以便寻求解决故障问题的最佳途径。
关键词：PLC组成、运行状态、系统检查、模块故障、故障排除
引言
PLC系统在起重机械中得到广泛应用，并具有良好的市场和空间，目前PLC技术比较可靠，在我们使用过程中，经常会遇到许多问题，主要是我们在使用中还不够娴熟，对许多问题认识不够深刻，使用中人为造成故障或修理中使故障扩大化，因此我们需要不断总结PLC应用的各种案例，分析主要原因，从根本上进行解决，尤其注意在调试中不留问题，在使用中善于发现隐患，只有认真总结和合理使用，才能不断提高工作效率，使PLC技术真正为我们的起重机械服务。
一、PLC应用基本原理：
起重机操作人员可通过操作台，把控制命令输入到PLC 然后，用PLC根据控制条件调速器进行控制，并在PLC中加入了限位，调速器上加了制动装置，实现准确定位。对刹车的控制，电动机在低速时，能200%力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统安全可靠，能有效防止溜钩的出现。
二、PLC内部结构主要组成及用途
1、中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢
它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、存储器、I／O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误
存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器：
包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器：
用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC，其存储容量各不相同。
2、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个
良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在：±10％(±15％)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
三、PLC 起重机常见故障的查找方法
1、采用便携式电脑
通过电脑与PLC在线，直接从程序中，观察系统的工作情况，查找故障。优点：快捷，准确。缺点：需要正业维修人员，具有厂家授权的联机程序及笔记本；一般维修人员难于操作。
2、通过I/O模块信号查找
根据输入输出信号的到位情况，判断。如有程序清单也能迅速查出故障。如：主令信号； 限位信号；热继触点信号；断路器触点信号等，也比较直观使用，需要熟悉操作控制原理程序。
四、起重机械PLC故障与其它电气系统故障的区分
起重机械出现故障时，维修人员首先应判断故障是在PLC的内部还是外部，故障原因是I/O回路还是控制器本身。外设故障主要有：外部电源、地线、信号线、继电器、接触器、开关、限位、安全保护装置、接线端子等。内部故障主要有：输入输出模块（I/O模块）、内部电源（直流电源、电池等）、控制器本身硬件和软件故障、控制器内部回路。笔者根据现场出现问题分析，整个起重机械系统PLC控制出现的问题约有90%以上为外部设备和附属系统问题，10%左右或更少发生在PLC本身，而PLC本身故障主要常见于输入输出I/O模块。
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五、PLC常见故障问题解析
1、电源干扰引起的故障：
电源部分是PLC中故障率较高的部分，一般表现在面板“POWER”等熄灭或闪烁，调出CX-PROGRAMME,显示“电源错误”，而外部电源供电电压最大范围一般为170-260VAC，超出该范围会发生故障。
系统检查及故障排除：经检查PLC及其输入输出模块，操作手柄以及开关信号的供电电源，由于受潮造成对地漏电，电压下降，使系统不能正常工作。造成漏电的原因有：（1） 电缆老化，绝缘破坏导致相间串电；（2） 接线端子灰尘过多，或绝缘老化使接于其上的电源漏电。（3）端子接线松动。因此对系统及端子进行清洁、增加防止潮湿措施，机械经过工地间拆装后，应检查电缆，将有接头的电缆更换，拆卸过程检查接线端子螺丝。
2、调速器干扰及接地引起的故障：
故障现象为系统能够正常工作，但PLC主机屏幕数字连续跳动，并经常伴随不明噪音产生。
系统检查及故障排除：将变频器与PLC相连接时应该遵循以下几点重新接线或根据以下几点分别检查回路： （1）对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分开。 （2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等，另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。 （3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。 （4）通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。
3、其它电磁信号干扰故障：
故障现象为虽然按照要求检查各接地线良好，但仍然存在不明电磁信号干扰，PLC显示不准确，信号灯反复闪烁。
系统检查及故障排除：经检查各系统接线良好，各接线端子无松动现象，经过重新变成后仍有时出现该故障现象。检查接地，接地线处理混乱，将各种接地系统分开处理，并与整机接地连接后故障消失。
4、内部电源问题使数据丢失故障：
数据存储和记忆主要依靠内部电源即电池来维系，电池电量少，会使数据丢失。更换电池的延迟时间为3分钟。因此长期放置的机械或更换电池不当都会造成数据丢失。
系统检查及故障排除：正确更换电池方法如下： 在拆装前，应先让PLC通电15S以上（这样可使作为存储器备用电源的电容器充电，在锂电池断开后，该电容可队PLC做短暂供电，以保护RAM中的信息不丢失）； 断开PLC的交流电源；打开基本单元的电池盖板； 取下旧电池，装上新电池； 盖上电池盖板；更换电池时间要尽量短，一般不允许超过3min。如果时间过长，RAM中的程序将消失。
5、主机板工作异常故障：
故障现象1：为新机械安装完成后调试，PLC通电后，运行
（RUN）指示灯不亮，只有电源指示灯亮，检查内部电源系统正常，主机不工作。
故障现象2：为正在工作的系统停止工作，运行（RUN）指示灯熄灭，系统停止工作。
系统检查及故障排除：故障1根据其它机械修理经验，开盖后寻找运行开关，如果该机械中PLC无运行开关。经过分析，在输入一边有一个RUN端，接低电平，运行灯闪亮，系统主机可恢复正常工作。
故障2应调出程序，查看出现的错误代码，可能为0X00F1，点击PLC“在线工作”-“传送”-“PLC”-取消“程序”、“设置”，选中“清除用户内存”并确定。如故障依然存在，则原因可能是通电时安装内存卡、代码、校验错误或引导错误，需要检查更换主板或重新写程序。
结束语：
PLC控制系统本身是一个完整的系统，所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性，单独的对某一部分的优化有时并不能提高系统的整体性能。随着起重机械电气控制逐步实现了数字化、自动化，并不断向高稳定性、高安全性和更加智能化的方向发展，对PLC控制精度需求也越来越高；对运行的自然环境、电源环境以及人文环境都提出了很高的要求，这一发展趋势给电气安装维护人员和机械管理人员都带来新的挑战，我们只有不断总结、积极创新，才是搞好电气修理永恒的主题。
参考文献
[1]谢少荣、罗均、吴安德编著《常用可编程控制器及其应用》化学工业出版社,2004.
[2]编写组《PLC故障信息与维修代码速查手册》机械工业出版社出版时间:2014年02月.
[3]川建《C7050BS型40T塔机使用说明书》.
论文作者:高庆峰,姜洪歌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/23
标签：故障论文; 系统论文; 电源论文; 程序论文; 起重机械论文; 存储器论文; 电池论文; 《电力设备》2017年第17期论文;