（山东核电有限公司 265116）
摘要：本文主要通过对PLC进行简要介绍，根据其在运行中容易发生的故障，从多个角度出发，详细分析不同故障的分布阶段、原因，并积极提出相应的处理方法。
关键词：PLC；故障分析；处理方法
随着我国科技水平显著提高，PLC控制系统得到越来越多应用，同时技术人员对其使用要求也在逐年增高，因此，系统运行过程中存有的一些问题，也越来越受到关注。
一、PLC简介
自20世纪60年代以来，可编程控制器（以下简称PLC）由于方便可靠、价格适中等特点得到迅猛发展，越来越多地使用在工业自动化控制系统中。如今的PLC更是优于传统PLC，其系统构建理念更为先进、硬件性能也更高。PLC采用模块化设计，一般来讲由电源模块、控制器模块、I/O模块、通信模块、网络模块等组成，采用无源数据总线背板结构，可实现多种复杂控制任务。
二、PLC总体故障分析
从运行时间来看，PLC控制系统故障一般可分为早期故障、中期故障及晚期故障三个阶段，要认真分析各阶段故障产生的原因，并针对性地采取相应措施，以减少故障造成的影响。
（一）早期故障
从系统设计而言，早期故障常由于程序设计不合理、制造安装失误、元件质量不合格及设备选型不当等多种因素导致。系统往往需经长时间的反复“磨合”，如设计改造、设备重新选型、改善工艺流程等才能顺利投产应用。因此，该段时间里，相关设计人员、采购人员、调试人员及运行维护人员要相互沟通，尽可能多地找到潜在故障因素，使问题及早暴露并得以解决，保证系统能正常、稳定的继续运行。
（二）中期故障
中期故障主要表现在系统进入生产运行阶段的时候，该阶段比较稳定，系统运行状态最佳。在这个时期比较容易暴露机械设备故障，而机械设备故障往往能直接影响PLC系统IO模块，损毁现场仪表。因此，这段时间主要以例行检查与日常维护为主，及时排查故障设备并消缺。
（三）晚期故障
晚期故障主要是由于构成系统的部件老化、性能降低、稳定性变差等所致，呈故障随时间推移逐渐增多态势。因此，需要及早制定预防性维修计划，做好备件储备，按时更换老化部件，保证系统得以正常运行。
三、PLC控制系统常见故障与处理方法
PLC控制系统出现故障的几率不大，但由于设计、安装、使用环境、老化等原因在实际运行过程中也难免故障的发生。根据日常运行维护经验，PLC故障主要表现为自身故障和外部故障，自身故障可通过自诊断判断，外部故障则主要通过经验和程序分析。PLC常见故障主要表现为电源系统故障、CPU运行故障、通讯故障、输入输出故障等。
（一）故障整体排查思路
故障发生时，如何能快速、正确地找到故障点是每一个程控人员必须要学习的。故障排查的整体思路为首先根据故障现象大体判断一个故障方向，再逐步细化，一步步缩小范围直至找到故障点，达到消除故障的目的。
（二）常见故障分析及处理方法
1．电源系统故障
PLC UPS电源、电源模块、24V开关电源中无论哪种电源出现故障都会影响整个PLC的运行，因此在发现电源显示错误后要及时进行排查纠正。如果各部分功能正常，则说明为LED显示故障，否则应先检查外部供电电源，外部电源正常再检查系统内部电源。
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一般故障表现为LED电源指示灯灭，可能的原因有指示灯坏或保险丝断、无外部供电电压或电压不合格、电源模块故障等几种情况。
通常采取的措施也是基于以上几种原因：如果为指示灯或保险丝坏则更换故障部件即可；如果没有供电电压，就要检查外部供电设备是否故障或插座、接线等是否松动，使电压得以提供；如果电压超限不合格，则需要检查UPS稳压功能或调节电压至合适范围；若为电源模块、UPS或24VDC开关电源自身故障，则只能更换相应设备了。
2．CPU运行故障
CPU作为PLC控制系统的核心部件，在实际运行工作中故障几率不大，但容易受其他因素影响。CPU运行故障常表现为无法启动、频繁停机、与编程器无法通讯等，但电源指示灯亮。
无法启动原因多为电压超限（过高或过低）、内存自检系统出错、CPU或内存板自身故障，可通过调节电压至合理范围、清理内存并初始化、更换CPU或内存板等来解决；频繁停机则多为电压接近高低限值且不稳所致，可通过调整电压并加装稳压装置来解决，还可能是模块插装接触不良、CPU或内存板故障、CPU或内存板内部元器件松动等，可分别通过重新插拔紧固、更换CPU或内存板等来解决；与编程器无法通讯，可能的原因为通讯电缆插接松动或故障、CPU或编程器通讯接口故障、通讯口参数设置不正确等，处理办法分别为插紧后重新联机或更换故障电缆、更换通讯接口、检查接口参数并重新设置。
3．通讯故障
通讯对PLC网络控制至关重要，有时各主、从站的通讯处理器和通讯模块均显示正常工作，但仍有通讯问题存在，影响系统正常运行。
通讯故障主要表现为主站无法通讯、从站无法通讯、单一模块不通讯、通讯正常但通讯故障灯亮，下面将一一分析介绍。
主站不通讯通常的原因有通讯电缆故障、交换机故障、通讯处理器故障，可分别通过更换通讯电缆、断电后重启、清理后重启来解决，对于后两种原因，如若重启后仍无法解决，可考虑更换；从站不通讯，故障原因多为分支通讯电缆故障、通讯处理器地址开关错误、通讯处理器松动或故障，解决办法为更换故障通讯电缆或重新插接紧固、检查并重设开关地址、紧固或更换处理器，一般问题通过这些措施都能解决；对于单一模块不通讯，最可能的原因为模块安插不牢，接触不好，可将模块取下重新安装紧固，若仍不能解决则考虑为模块故障或模块组态问题，可先检查模块组态，如确有错误应对其重新组态，若组态没有问题则可考虑更换该模块。
4．输入输出故障
输入输出的模块化设计，为PLC控制系统增加I/O接口提供了方便，尤其是其作为PLC与现场设备的直接接口，是较容易出故障的部位，虽更换快捷，但故障往往由外部设备所致，因此故障现象及原因也就更为多样化，这里只分析其中两点。
一是输入不规则通断，造成这类故障的原因很多，常见的为噪声导致的误动作、外部输入电压过低、端子接触不良三种，解决办法为加装抗干扰装置、增强输入电压使之在正常范围、紧固端子；另一种常见故障为全部输出不接通，原因多为负载电源未接通、负载电源电压低、保险丝熔断、端子松动等，可通过接通电源、提供所需电压及更换保险、紧固端子来解决。
结束语
总而言之，PLC是工业控制领域的主流设备，随着这项技术在应用的过程中各项功能越来越完善，性能也越来越强。文章分析了PLC控制系统在运行过程中的常见故障及故障整体分布特点，并积极探讨解决方法，能够促使其结构、可靠性等方面都有所提升，在未来的发展过程中，PLC控制系统的应用将会更加广阔。
参考文献：
[1]徐满意，李谋诚，宋国峰等.ControlLogix控制系统早期故障分析及处理[J].机械设计与制造，2010，05（5）：177-178.
[2]黄荔，郭镇，张显冲.论PLC的日常维护、常见故障与处理措施[J].数字技术与应用，2011，01（1）：77-77.
论文作者:赵亚昆,刘鹏
论文发表刊物:《电力设备》2015年6期供稿
论文发表时间:2016/1/12
标签：故障论文; 通讯论文; 电压论文; 模块论文; 电源论文; 原因论文; 控制系统论文; 《电力设备》2015年6期供稿论文;