摘要：可编程控制器是为工业控制应用而设计制造的一种工业的计算机，广泛应用于烟草自动化、机械制造、汽车等现代工业。随着PLC的应用越来越广泛，其故障成为影响设备正常工作的主要原因。文章从PLC故障的概念出发，理论结合实际，探讨和总结了排除PLC故障的思路和方法。提出可以利用数据存储器编制软件的方法来提示故障，使PLC更好地完成对设备的控制。
关键词：PLC控制系统；系统故障；故障诊断
引言
PLC控制系统故障诊断及排除，对维护PLC控制系统的正常运行、发挥PLC控制系统的作用具有非常重要的意义。由于多种因素的限制，PLC控制系统在具体的应用过程中对外部的环境及相应的控制能力要求较高，所以在使用过程中必须要使其达到相应的标准，降低使用过程中可能会出现的故障，提高其使用效率。
1 PLC控制系统故障诊断及特性
PLC控制系统的故障分为PLC故障和PLC外围线路故障。PLC故障是指PLC自身出现的主板损坏、内部元件老化、CPU出错及用户程序错误等故障。PLC外围故障是指PLC和实际控制过程直接相连的外围线路故障，例如输入信号的断线，输出负载线路故障等
1.1系统设备故障
在PLC控制系统的运行过程中，系统设备出现故障问题是非常常见的现象，故障检修人员需要从总体情况出发，结合相关流程对故障检测的大方向进行把握，然后将范围缩小，采取细致化的故障诊断。如果PLC控制系统设备出现了故障，整个系统就会进入到瘫痪的状态，需要采取重新启动的方式，也可以采取恢复存储器及重新输入数据的方式，这样才能够保证系统重新运行。但是如果这2种方式都无法解决这一问题，就需要按照警报指示进行诊断。在PLC控制系统设备的故障诊断中，经常发生故障的原因在于硬件配置不科学及系统程序组织路径这2个方面，在出现故障后一般会通过警报红灯的方式进行显示。
1.2电源和程序应用故障
在应用过程中，插件结构的模块在频发的应用过程中出现接口处或者底板处线路损坏的现象，十分容易出现漏电的风险。同时，如果温度与湿度发生了变化，就会出现线路老化的问题，这也是造成电源故障频发的重要原因。因此，在对这一故障问题进行处理时，必须要对空气、温度、湿度及灰尘情况等进行分析，考虑到这些因素对于设备产生的影响。在PLC控制系统的运行中，电源及总线部分是非常容易发生故障的。因为在电源线在长期工作下会受到电流的冲击，故障频出，必须要受到重视[1]。在具体的运用中，如果电源指示灯出现了关闭的现象，则需要进行供电诊断。但如果电源能够正常工作，但是指示灯却出现了停止的现象，则需要对故障问题进行进一步的检查。在对PLC控制系统进行安全时，需要在电源前端加安一个变压装置，主要的目的是对电网冲击进行阻挡。
2 PLC控制系统故障排除的基本步骤
⑴判断是PLC是否正常，正常工作时，PLC的power和RUN状态指示灯应为常亮且为绿色，其余灯不亮；⑵对有多个机架的PLC，要判断其通讯是否正常；⑶根据故障现象，确定输出寄存器的地址号；⑷判断输出信号是否正常；⑸判断输入信号是否正常；⑹判断用户程序是否正确；⑺如果输入输出正常，PLC也处于运行状态，设备工作不正常，应检查是否有干扰现象以及接地是否正常。
3 PLC控制系统故障的主要原因
3.1编程器和PLC通讯异常
编程器和PLC连接不正常主要查看通讯电缆是否匹配，通讯端口选择是否正确（通过电脑中的硬件设备管理器查看COM端口），波特率设置是否正常（翻看此型号的PLC的说明手册）。
3.2PLC输出触点损坏
这是由于感性输出的负载没有加二极管续流保护、二极管方向不正确，PLC输出负载的电流大于PLC输出触点的最大值。
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3.3PLC用户程序错误
主要出现设计不周全，互锁、连锁不严密，当出现非常规操作时，不能自动停机。
3.4error灯闪烁
一般是程序的编程语言错误，不符合此机型的要求，例如西门子PLC-300为例，在使用SFC功能时，输出不允许直接出现堆栈指令，如果出现，在程序传送后，会出现ERROR灯闪烁。
3.5PLC处于RUN状态下，程序不运行
监控程序会发现输入信号接通，但是输出不动作。原因是程序出现双线圈输出（PLC的循环扫描的工作方式下，只认为最后一个输出有效），程序里编辑了此机型不能识别的指令，例如西门子机型，如果对C200计数器进行传送、比较等，需要使用32位功能指令，如果使用16位功能指令将出现程序直接导通，不执行。频繁的传送SFC语言，也会出现程序不运行的情况，将EPPROM全清（包括注释、程序、参数）后，重新输入程序即可排除。
3.6PLC工作出现不稳定
主要原因为出现干扰信号、接地不良、电缆电线等连接不牢靠，例如有些自控设备旁边有高频信号，会造成PLC工作异常。
4 PLC控制系统故障诊断的排除策略
4.1电源指示灯故障的排除策略
在PLC控制系统运行中，如果是正常运行电源指示灯则是正常的，处于充电的状态下。但如果电源指示灯没亮，则表明系统出现了不正常的运行情况，需要对故障进行检查。在这种情况下首先要对电源的接线处是否完整进行确认，以此来确认电源是否能够正常地运输电量[2]。此外，电源如果还被使用在了除PLC控制系统以外的其他设备上，则需要对其他设备的仪表器进行检查，主要检查是否出现了过载使用的现象，也要排除设备是否存在不能输送电流的情况。如果在对这些故障进行排除时，排除了上述所说的现象，则需要采取更换保险的方式进行解决。
4.2输入输出故障的排除策略
PLC控制系统在运行过程中，输入与输出装置都有安装相应的指示灯表示。此时需要根据指示灯所显示的状态对设备的故障情况进行检查，主要检查的是故障的出现是否由外部设备问题造成，具体的排除策略有以下几种。首先，要对输入与输出接口处的外部线进行检查，确保其能够保证相应设备的正常运转[3]。其次，如果在检查时显示输入的信号是能够被正常接收的，则需要对PLC控制系统能否进行正常输出进行检查。最后，对PLC控制系统的外部输出路线进行检查，主要应该检查路线负载部分。
4.3路线故障的排除策略
在对PLC控制系统故障问题进行处理时，外部路线故障问题是非常常见的，比如在应用中各类按钮等外部设备由于环境等多种因素会出现电量耗损的现象，进而对整个系统的正常运行造成不良的影响。在具体的监测过程中如果出现了问题，可以采取保险更换、单元配置更换、输送路线调整等方式进行解决[4]。如果在检查中发现了输送路线不同的现象，第一步要对端子板插入情况进行检查，保证其没有损坏，插入并锁紧。如果此时输出线路断裂，则要坚持完好性并进行更换处理。
结束语
总而言之，在故障诊断与排除过程中，要对可能产生故障的因素进行分析，定期做好维护与检查工作，保证PLC控制系统能够良性、稳定地运行下去。而对PLC控制系统的故障及排除方法进行分析，是确保PLC控制系统正常运行的重要保障，也能为相关工作人员提供一些帮助。
参考文献：
[1]方赦.PLC控制系统故障特性与诊断探讨[J].自动化应用，2019（03）：26-28.
[2]李明.电牵引采煤机PLC控制系统故障分析[J].机械管理开发，2018，33（05）：196-197.
[3]姜婧晖，郭蓉蓉.离散控制PLC系统的故障判断及处理[J].人造纤维，2017，47（03）：29-30.
[4]胡波，王雪丽.PLC控制系统故障检测策略与实现[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2016，25（04）：67-68.
论文作者:余明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
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