PLC常见六大故障多发点及故障解决方案建议

近年来，随着社会的发展，PLC可编程控制器在工业生产中得到了广泛应用。同时，技术人员对其使用的要求也在逐年提高，因此对系统正常稳定运行的要求也越来越高。

可编程控制器(PLC)是为工业环境中的数字操作而设计的电子设备。它使用可编程存储器来存储用于执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算的指令，并可以通过数字或模拟输入和输出来控制各种类型的机器或生产过程。但由于工业现场环境复杂，PLC故障处理也是仪器设备维护的重点之一。本文将分享PLC的常见故障及其解决方法，以提高PLC的维护技巧。

1.常见故障多发部位

在整个PLC控制系统中，现场是最容易出现故障的，现场最容易出现以下几个方面的故障。

第一类故障点也是故障最多的地方)

比如在一条生产线的PLC控制系统的日常维护中，电器备件消耗最大的就是各种继电器或者空气开关。除了产品本身的质量，主要还是因为现场环境恶劣。比如暴露在生产环境中的接触器触头容易着火或氧化，逐渐升温变形，直至无法使用。这条生产线上的现场控制箱都是密封性很好的机柜，其内部元件的使用寿命明显比开放式机柜中的其他元件要长。因此，要避免此类故障，应尽量选用高性能继电器，改善元器件的使用环境，减少更换频率，减少对系统运行的影响。

第二种故障通常发生在阀门或闸门装置上。

因为这种设备的致动器是相对位移的；或者传动结构复杂，机械、电气、液压等环节稍有不到位，就会出现误差或故障。在长期运行状态下，如果缺乏操作维护，很容易造成阀体零件卡、堵、漏。因此，在系统运行过程中，应加强对此类设备的巡视检查，发现问题应及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度，定期检查阀门是否变形，执行机构是否灵活可用，控制器是否有效等。，保证了整个控制系统的有效性。

第三种故障点可能发生在开关、极限位置、安全保护和现场操作中的某些部件或设备上。

原因可能是由于长期磨损，也可能是由于长期不用而腐蚀老化。比如这条生产线窑尾料球库上的走布小车来回移动频繁，现场灰尘大，接近开关的触点变形、氧化、被灰尘堵塞等。，导致触头接触不良或机构动作不灵敏。这类设备故障的处理主要体现在定期维护，使设备始终处于良好状态。对于限位开关，尤其是重型设备上的限位开关，除了定期维护外，还应在设计过程中增加多重保护措施。

第四种故障点可能发生在PLC系统的子设备中。

接线盒、接线端子、螺栓和螺母等设备。这种故障的原因除了设备本身的制造工艺外，还与安装工艺有关。比如有人认为电线和螺丝连接越紧密越好。但在二次维护时容易造成拆卸困难，在大力拆卸时容易造成连接器及其附近部件的损坏。长期的引燃和腐蚀也是故障的原因。根据工程经验，这种故障一般很难发现和修复。因此，设备的安装和维护必须按照安装要求的安装流程进行，不留设备隐患。

第五个故障点是传感器和仪器。

这种故障一般反映在控制系统中的异常信号上。安装这类设备时，信号线的屏蔽层应一端可靠接地，并尽可能与电源电缆分开敷设，尤其是干扰较大的变频器输出电缆，并在PIC内部进行软件滤波。这种故障的发现和处理也与日常点检有关，发现的问题要及时处理。

第六种故障主要是电源、地线、信号线的噪音(干扰)。

问题的解决或改善主要在于工程设计中的经验和日常维护中的观察分析。

要降低故障率，关注工厂的工艺和安全操作规程，在日常工作中遵守工艺和安全操作规程，严格执行一些相关规定，如维护集控室的环境等，是非常重要的。，同时在生产中加强这些方面的管理。

过程控制系统本身是一个完整的系统，在分析或处理故障时也要注意系统性。有时候，单靠某一部分的优化并不能提升系统的整体性能。过分追求元器件的精度而不考虑实际需求和与相关设备的精度匹配，会白白增加系统成本。在日常维护中，系统变得越来越复杂。比如用复杂的控制方法和设备来实现原本可以用简单设备实现的控制，违背了经济、简单、实用的原则，可能会增加故障率，这也是需要注意的地方。

2.2的解。PLC故障问题

PLC本身的可靠性是可以保证的，但是应用中的一些不正确操作会产生一定的影响。

1.PLC自身的故障判断

总的来说，PLC是一种极其可靠的设备，故障率很低。PLC的CPU或软件运行错误等硬件损坏的概率几乎为零；如果PLC输入点不是强电入侵造成的，几乎不会损坏；PLC输出继电器的常开点，如果不是外围负载短路或者设计不合理，负载电流超过额定范围，触点寿命也很长。

因此，在寻找电气故障点时，应重点关注PLC的外围电气元件，不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题。这对于快速修复故障设备，快速恢复生产非常重要。因此，笔者所讨论的PLC控制电路电气故障维修的重点不是PLC本身，而是PLC控制的电路中的外围电气元件。

2.输入输出(I/O)模块的选择

输出模块分为晶体管、双向晶闸管和接触式。A型晶体管开关速度最快(一般0.2ms)，但负载能力最小，约0.2~0.3A，24VDC。适用于快速切换和信号连接设备，一般与变频、DC器件等信号连接。应注意晶体管漏电流对负载的影响。可控硅的优点是无触点，交流负载特性，负载能力低。

继电器的输出具有交流和DC负载的特点，负载能力大。常规控制一般应首先选择继电器触点式输出，但缺点是切换速度较慢，一般在10ms左右，不适合高频切换应用。

3.接地问题

PLC系统接地要求严格，宜有独立的专用接地系统，与PLC相关的其他设备也应可靠接地。当多个电路接地点连接在一起时，会产生意想不到的电流，导致逻辑错误或损坏电路。接地电位不同的原因通常是接地点在物理区域内相隔太远。当相距较远的设备通过通信电缆或传感器连接时，电缆与地面之间的电流会流过整个电路。即使在很短的距离内，大型设备的负载电流也可以在它和地电位之间变化，或者电磁作用直接产生不可预知的电流。在不正确接地点的电源之间，有可能在电路中产生破坏性电流，甚至可能损坏设备。

一般情况下，PLC系统应选择单点接地方式。为了提高抗共模干扰的能力，对模拟信号可以采用屏蔽浮地技术，即信号电缆的屏蔽层一点接地，信号回路浮地，对地绝缘电阻应不低于50MΩ。

4.消除线间电容，避免误操作。

电缆的每根导体之间都存在电容，合格的电缆可以将这种电容限制在一定范围内。即使是合格的电缆，当电缆长度超过一定长度时，线间电容也会超过要求值。当这种电缆用于PLC输入时，线间电容可能会造成PLC误动作，会出现很多不可理解的现象。这些现象主要有:开路接线正确，但PLC无输入；没有PLC应该有的输入，但有不应该有的输入，即PLC输入相互干扰。

要解决这个问题，我们应该:

1.使用绞合缆芯的电缆；

2.尽量缩短所用电缆的长度；

3.相互干扰输入的独立电缆；

4.使用屏蔽电缆。

5.抗干扰处理

工业环境比较恶劣，高低频干扰比较多。这些干扰通常通过连接到现场设备的电缆引入PLC。除接地措施外，在电缆的设计选型和敷设施工中还应采取一些抗干扰措施:

模拟信号是小信号，易受外界干扰，应选择双层屏蔽电缆；

高速脉冲信号(如脉冲传感器、数字计数器等)应使用屏蔽电缆。)防止外界干扰和高速脉冲信号对低电平信号的干扰。

PLC之间的通讯电缆频率较高，一般应选择厂家提供的电缆。如果要求不高，可以选择屏蔽双绞线。

模拟信号线和DC信号线不能和交流信号线在同一个槽内走线；

从控制柜中引入和引出的屏蔽电缆必须接地，并应直接连接到设备上，不需要连接端子；

交流信号、DC信号和模拟信号不能共用一根电缆，电源电缆应与信号电缆分开敷设。

现场维护时，解决干扰的方法有:对受扰线路使用屏蔽电缆，重新敷设；在程序中添加抗干扰滤波代码。

6.标记输入和输出，以便于维护。

PLC控制一个复杂的系统，你能看到的只是两排交错的输入输出继电器端子，对应的指示灯和PLC编号，就像一个集成电路有几十条腿。谁要是不看原理图去维修故障设备，就会无所适从，找故障的速度也会特别慢。针对这种情况，我们要根据电气原理图画一张表，贴在设备的控制台或控制柜上，标明每个PLC输入输出端子号对应的电气符号和中文名称，即同类集成电路的每个管脚的功能描述。

有了这个输入输出表，知道操作流程或者熟悉这个设备梯形图的电工就可以开始检修了。但是对于那些不熟悉操作流程，看不懂梯形图的电工来说，就需要再画一张表:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际上说明了大多数操作中输入电路(触发元件、相关元件)和输出电路(执行元件)之间的逻辑对应关系。实践证明，如果你能熟练运用输入输出对应表和输入输出逻辑功能表修理电气故障，不用图纸也能轻松搞定。

7.通过程序逻辑推断故障。

现在工业上常用的PLC有很多种。对于低端PLC，梯形图指令类似。对于高端机器，如S7-300，许多程序是在语言表中编译的。实用的梯形图必须用中文符号标注，否则很难读懂。如果能大致了解设备工艺或操作流程，看梯形图就更容易了。

如果进行电气故障分析，一般是逆向查找法或逆向推理法，即根据输入输出对应表，从故障点找到对应PLC的输出继电器，开始逆向查找满足其动作的逻辑关系。经验表明，一旦发现问题，基本上可以排除故障，因为很少有两个或两个以上故障同时发生的点。

8.充分合理利用软硬件资源。

不参与控制循环或在循环前已投入运行的指令不得连接到PLC；

当多个指令控制一个任务时，建议在访问一个输入点之前，在PLC外部将它们并联起来；

充分利用PLC内部功能软组件，充分调用中间状态，使程序具有完全的连续性，易于开发。同时减少了硬件投入，降低了成本；

在条件允许的情况下，各路输出应独立，便于控制和检查，同时也保护其他输出回路；当一个输出点出现故障时，只会导致相应的输出电路失控；

如果输出是正/负受控负载，不仅要从PLC内部程序联锁，还要在PLC外部采取措施防止负载双向移动；

PLC紧急停止应由外部开关切断，以确保安全。

9.其他需要注意的事项

不要将交流电源线连接到输入端子，以免烧坏PLC；

接地端子应独立接地，不得与其他设备的接地端子串联，接地线的截面积不得小于2mm

设备(光电传感器等。)辅助功率低只能驱动小功率；

有的PLC有一定数量的占用点(即空地址端子)，不要接线；

当PLC输出电路中没有保护时，建议在外部电路中串联使用保险丝和其他保护装置，以防止负载短路造成的损坏。