鄭州繼飛機(jī)電設(shè)備有限公司

觸摸自動(dòng)化控制柜-上街區(qū)自動(dòng)化控制柜-繼飛機(jī)電 ：

檢查PLC常見(jiàn)故障是軟件和硬件兩大部分。建議先做一個(gè)PLC初步檢查，判斷PLC故障的大致范圍，然后逐步縮小檢查范圍，直至查出具體的故障點(diǎn)，確定了故障的大致范圍后，可以著手進(jìn)行詳細(xì)的PLC常見(jiàn)故障維修檢查和處理。

1、PLC輸入、輸出設(shè)備的故障檢查及處理

檢查和處理輸入和輸出設(shè)備故障是PLC系統(tǒng)維修的主要工作之一。

①PLC輸入設(shè)備的檢查及處理

由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的原因，觸摸自動(dòng)化控制柜，輸入設(shè)備的電氣元器件及連接電路易出現(xiàn)故障，如開(kāi)關(guān)、接觸器、傳感器等，一是元器件本身有故障，開(kāi)關(guān)、繼電器、接觸器的觸點(diǎn)易打火或氧化，出現(xiàn)燒壞或接觸不良的故障，傳感器的輸出信號(hào)不穩(wěn)定或失靈等；二是連接線路的故障，如短路、斷路，上街區(qū)自動(dòng)化控制柜，線路的絕緣下降而接地，接線端氧化或銹蝕出現(xiàn)接觸不良。以上故障通過(guò)觀察或用萬(wàn)用表測(cè)量，大多能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)癥處理即可。

②PLC輸出設(shè)備的檢查及處理

首先將執(zhí)行機(jī)構(gòu)切至“硬操”控制狀態(tài)，手動(dòng)操作，觀察執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否正確動(dòng)作。如果“硬操”不正常，應(yīng)檢査執(zhí)行機(jī)構(gòu)電氣控制部分是否正常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否卡滯，電動(dòng)機(jī)、繼電器、電磁閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作是否靈活?！坝膊佟闭?，再切至“軟操”，用輸入信號(hào)操作來(lái)判斷故障的部位。檢査故障時(shí)除考慮器件本身的因素，還應(yīng)檢查故障是否由外部原因造成，負(fù)載過(guò)大，機(jī)械卡滯出現(xiàn)的過(guò)流對(duì)電氣觸點(diǎn)的影響或損壞。

2、PLC輸入、輸出接口電路的故障檢查及處理

PLC的I/O是CPU與外部控制對(duì)象溝通信息的通道，能否正常工作，除了和輸入、輸出設(shè)備有關(guān)，還與連接導(dǎo)線、接線端子、熔絲等元件的狀態(tài)有關(guān)，也是PLC使用中易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)，I/0檢查流程如圖2所示。

圖2 PLC系統(tǒng)I/O檢查流程示意圖

由于I/O故障極易發(fā)生，以PLC輸入、輸出端子排列示意圖(圖3)為例對(duì)故障檢査方法作介紹。

圖3 PLC輸入、輸出端子排列示意圖

①輸入回路的檢查及處理

判斷某只按鈕SB、限位開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)等輸入回路的好壞時(shí)，可在PLC非運(yùn)行狀態(tài)下，送電后按下任一個(gè)輸入觸點(diǎn)，使對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)與公共端COM被短接，觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入指示燈會(huì)亮，說(shuō)明該觸點(diǎn)及線路正常。指示燈不亮，有可能是該觸點(diǎn)損壞，連接導(dǎo)線接觸不良，或者斷路。

如果觸點(diǎn)是好的，可用一根電線把要檢查的PLC輸入點(diǎn)與公共端COM短接，如果指示燈亮，說(shuō)明線路有故障；指示燈不亮，說(shuō)明此輸入點(diǎn)已損壞。操作時(shí)要小心，不要碰到220V或110V輸入端子上。

還可用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)量PLC輸入端與COM端的電壓來(lái)判斷故障。PLC輸入端與COM兩端子未短接時(shí)，相當(dāng)于無(wú)信號(hào)輸入，大多數(shù)PLC兩端子之間電壓應(yīng)為24V，有信號(hào)輸入時(shí)，兩端子之間電壓應(yīng)為0V。用萬(wàn)用表的直流電流擋，測(cè)量任一個(gè)輸入端與COM端子的電流，兩端子內(nèi)部輸入電路正常時(shí)，該通道的對(duì)應(yīng)指示燈會(huì)亮，電流應(yīng)在7-10mA左右，大于10mA或小于3mA，說(shuō)明端子內(nèi)部已損壞，該P(yáng)LC需要更換或維修。

②PLC輸出回路的檢查及處理

PLC輸出用得duo的是繼電器觸點(diǎn)輸出型，只有在運(yùn)行狀態(tài)PLC的輸出端子才有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出，相應(yīng)輸出端子的輸出指示燈也同步點(diǎn)亮。脫開(kāi)與外部負(fù)載電路的連接，相應(yīng)端子指示燈點(diǎn)亮?xí)r，用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量輸出端子與COMx端子之間電阻值接近0Ω，說(shuō)明端子內(nèi)部電路處于接通狀態(tài)。在非輸出狀態(tài)下，輸出端子與COMx之間的電阻值應(yīng)為無(wú)窮大。

如果PLC輸出指示燈亮，所對(duì)應(yīng)的電磁閥、接觸器不會(huì)動(dòng)作，先檢查外部負(fù)載電路的供電電源是否正常；可用電筆測(cè)對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)的公共端子COMx，電筆不亮，對(duì)應(yīng)的熔絲熔斷或電源有故障。電筆亮，說(shuō)明電源正常?？赡苁请姶砰y、接觸器、線路有故障。排除電磁閥，接觸器、線路故障后，仍不正常，就用一根電線，一端接對(duì)應(yīng)的輸出公共端，另一端接觸所對(duì)應(yīng)的PLC輸出點(diǎn)，如果電磁閥等仍不動(dòng)作，說(shuō)明輸出線路有故障。電磁閥能動(dòng)作，問(wèn)題在PLC輸出點(diǎn)。用萬(wàn)用表電壓擋測(cè)量PLC輸出端子與公共端COMx之間的電壓應(yīng)為0V。在非輸出狀態(tài)，即端子指示燈不亮?xí)r，輸出端子與公共端COMx之間的電壓值，應(yīng)為外部負(fù)載電路供電電壓值，說(shuō)明PLC輸出點(diǎn)正常，故障點(diǎn)在外圍。

在信號(hào)輸出狀態(tài)下，輸出端子電阻應(yīng)為無(wú)窮大，或電壓值為外部負(fù)載供電電壓值；在非輸出狀態(tài)下，輸出端子出現(xiàn)一定電阻值或處于短路狀態(tài)，輸出端子間電壓值低于供電電壓值或?yàn)?V，說(shuō)明端子內(nèi)部電路已經(jīng)損壞，需要進(jìn)行更換。

有時(shí)PLC輸出指示燈不亮，但對(duì)應(yīng)的電磁閥、接觸器能動(dòng)作，有可能是此輸出點(diǎn)的觸點(diǎn)粘連斷不開(kāi)，把此輸出點(diǎn)的接線拆下，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出點(diǎn)與公共端COMx的電阻值，電阻值較小輸出觸點(diǎn)已壞，電阻無(wú)窮大觸點(diǎn)是好的，可能是對(duì)應(yīng)輸出指示燈損壞。

3、PLC系統(tǒng)故障檢查及處理

①PLC硬件故障的檢查及處理

PLC的硬件故障應(yīng)具有持續(xù)性和再現(xiàn)性的特點(diǎn)。因此，通斷幾次電源或執(zhí)行幾次復(fù)位操作后，故障現(xiàn)象仍然相同，可用備件替換來(lái)判斷是不是硬件的故障。故障不再出現(xiàn)說(shuō)明不是硬件問(wèn)題，可能是瞬時(shí)供電波動(dòng)或電磁干擾所致。

PLC硬件故障大多是電子元件質(zhì)量不穩(wěn)定或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣引發(fā)的，如電子元器件損壞使PLC不能正常工作，外部電壓過(guò)高使電子元件損壞等；PLC系統(tǒng)rong易出現(xiàn)故障的部件是電源部件和I/O模塊，電源部件出現(xiàn)故障會(huì)使PLC停止工作，檢查電源應(yīng)從外部電源開(kāi)始，然后檢查主機(jī)電源、擴(kuò)展單元電源、傳感器電源、執(zhí)行器電源。電源有故障明顯的就是電源指示燈不亮，先檢查電源是否已連接，用萬(wàn)用表測(cè)量電源端是否有電壓，電壓是否正常，觀察電源端接線是否有松動(dòng)，必要時(shí)應(yīng)緊固螺釘，如果測(cè)量有電壓但PLC的電源指示燈仍不亮，只有更換電源單元。

②PLC軟件故障的檢查及處理

PLC大多有自診斷功能，出現(xiàn)模塊功能錯(cuò)誤時(shí)往往會(huì)報(bào)警，有的還能按預(yù)定程序做出反應(yīng)，可通過(guò)觀察PLC顯示內(nèi)容：觀察電源、RUN、輸入輸出模塊指示燈等顯示來(lái)判斷。電源正常，各指示燈也指示正常，如果輸入信號(hào)正常，但系統(tǒng)功能不正常，如無(wú)輸出或程序動(dòng)作出現(xiàn)混亂時(shí)，可按先易后難、先軟后硬的原則，先檢查應(yīng)用程序是否出現(xiàn)問(wèn)題，可采用程序邏輯推斷進(jìn)行檢查，先閱讀梯形圖大概了解設(shè)備工藝或操作過(guò)程;然后根據(jù)輸入輸出對(duì)應(yīng)表及輸入輸出邏輯功能表，再采用反向檢查法，從故障點(diǎn)查到PLC的對(duì)應(yīng)輸出繼電器，反查滿足其動(dòng)作的邏輯關(guān)系。經(jīng)驗(yàn)表明，查到有問(wèn)題處，基本就可以排除故障了，因?yàn)樵O(shè)備同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的故障點(diǎn)是不常見(jiàn)的。

應(yīng)用程序儲(chǔ)存在PLC的RAM中，其具有掉電易失的缺點(diǎn)，當(dāng)后備電池耗凈或后備供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)用程序就可能出現(xiàn)紊亂或丟失的情況，有時(shí)過(guò)強(qiáng)的電磁干擾也會(huì)引發(fā)應(yīng)用程序出錯(cuò)，如雷電的影響。應(yīng)用程序出故障，只有重新裝載應(yīng)用程序，因此，中壓自動(dòng)化控制柜，備份和保管好應(yīng)用程序是PLC維修工作重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

第yi：PLC是可以工作在極其惡劣的電磁環(huán)境中的

我們都在宣傳片中見(jiàn)過(guò)三江源地區(qū)的藏羚羊，它們生活在極其惡劣的環(huán)境中。如果把我們內(nèi)地的普通山羊放到這里，不出三天，普通山羊恐怕就見(jiàn)?？怂沽恕?/p>

如果我們把計(jì)算機(jī)直接放到PLC工作的環(huán)境中，無(wú)需太久，這些計(jì)算機(jī)將死機(jī)甚至燒毀。

在ABB的早期工程中，我們就是把工業(yè)控制計(jì)算機(jī)直接放在變電站開(kāi)關(guān)柜中，用來(lái)實(shí)施測(cè)控和數(shù)據(jù)處理。然而，用不了多久，電源故障和硬盤故障，還有輸入輸出接口的故障就接踵而來(lái)，讓人煩不勝煩。直到我們用PLC替換下這些工控機(jī)，事情才算完。

這叫做抵御電磁騷擾EMC的能力，PLC可達(dá)三級(jí)甚至四級(jí)，而計(jì)算機(jī)能達(dá)到二級(jí)就算很不錯(cuò)了。

抵御EMC電磁騷擾，會(huì)有許多措施。例如隔離技術(shù)、接地技術(shù)等等都是。

第二：PLC的程序是一行行順序執(zhí)行的，它不會(huì)陷入死循環(huán)

我們?cè)诰帉?xiě)計(jì)算機(jī)程序時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)循環(huán)。如果一個(gè)循環(huán)子程序設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，或者條件引起了程序返回，有可能進(jìn)入到死循環(huán)中，系統(tǒng)當(dāng)然就死機(jī)了。

然而，PLC的程序是一條接一條順序執(zhí)行的，只有到了程序末尾才會(huì)回頭。在程序中任何部位，若條件滿足，可以實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，但程序還是一條接一條順序執(zhí)行。

如此一來(lái)，PLC幾乎不會(huì)死機(jī)。這也是PLC區(qū)別于普通計(jì)算機(jī)的根本特性。

基于此，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)PLC的可靠性極高，這是普通計(jì)算機(jī)完全不能比擬的。

第三：冗余配置

所謂冗余配置，就是在控制過(guò)程中存在主機(jī)和從機(jī)，它們依靠握手線關(guān)聯(lián)，并共享資源和信息。

如果是計(jì)算機(jī)，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，切換到從機(jī)的時(shí)間較長(zhǎng)。但對(duì)于PLC，我們可以在機(jī)架上安排2套CPU作為主從控制，它們之間的轉(zhuǎn)換僅幾個(gè)時(shí)鐘周期即可完成。

例如我們的控制對(duì)象是汽輪機(jī)，它的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)。我們不妨假定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就是工頻周期，也即每分鐘3000轉(zhuǎn)。如果我們對(duì)汽輪機(jī)實(shí)施DCS監(jiān)控，在現(xiàn)場(chǎng)層面我們只能選用帶冗余配套的PLC，絕bu可能使用計(jì)算機(jī)。一旦PLC的主機(jī)發(fā)生故障，它立刻就轉(zhuǎn)入從機(jī)控制，對(duì)于受控對(duì)象來(lái)說(shuō)幾乎感覺(jué)不到，但計(jì)算機(jī)就未必可以實(shí)現(xiàn)類似功能了。

事實(shí)上，帶冗余配套的PLC系統(tǒng)就屬于規(guī)模較大的PLC。從題主的描述看，似乎連邊都沒(méi)沾上。

第四：PLC的程序特點(diǎn)

PLC的程序規(guī)模都不大，一般才幾千字節(jié)，能上萬(wàn)字節(jié)就算很大的程序了。

PLC有許多輸入輸出接口，以及各種類型的變量，這些都需要專門設(shè)置地址，以便在程序中使用。

我們看下圖，此圖是用PLC國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3模塊化編程語(yǔ)言寫(xiě)成的：

圖1：某地鐵配電控制系統(tǒng)PLC的輸入接口參數(shù)定義程序和延遲判誤程序

在圖1中，我們?cè)谧髠?cè)看到了許多輸入?yún)⒘浚鼈兊哪┪捕加衉s的標(biāo)識(shí)，這些就是開(kāi)關(guān)量輸入?yún)?shù)，它們不但有地址，還有名稱。這是必須的，否則程序無(wú)法辨識(shí)和使用它們。

我們由圖1的程序看到，這種編程方法比所謂的C語(yǔ)言方便得多。事實(shí)上，每一個(gè)功能塊就相當(dāng)于一段C語(yǔ)言。例如TON模塊，它是延遲模塊，如果用C語(yǔ)言，怎么也要若干語(yǔ)句行，但這里僅僅只是一個(gè)程序模塊而已。何者更方便一看便知。

我們?cè)倏聪聢D：

圖2：PLC的16位字解析為單個(gè)開(kāi)關(guān)量的程序段

圖2中，程序開(kāi)頭的AND（與邏輯模塊）實(shí)施程序轉(zhuǎn)移。當(dāng)條件滿足時(shí)，AND啟動(dòng)子程序入口。

在圖2中，我們看到了UNPACK16模塊，低壓自動(dòng)化控制柜，它的任務(wù)是把一個(gè)16位的字解析為16個(gè)開(kāi)關(guān)量，供下一步程序使用。

我們很容易想到，這個(gè)UNPACK16模塊若用C語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)，又會(huì)有何種形式？何者更方便？

我們看下圖：

圖3：數(shù)據(jù)交換的RS485接口定義和MODBUS通信管理

圖3是PLC對(duì)系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)交換的定義、數(shù)據(jù)采集和管理。圖中的一個(gè)個(gè)模塊就是處理MODBUS通信協(xié)議數(shù)據(jù)的，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集輪巡操作。

這些模塊用C語(yǔ)言該如何寫(xiě)？是不是會(huì)麻煩很多？

我們看到，PLC程序的便捷性是C語(yǔ)言無(wú)法比擬的。

第五：PLC的工作范圍

PLC的內(nèi)存不大，盡管它的可靠性很高，但PLC不能用于較大的計(jì)算。我曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)PLC程序，用于浮點(diǎn)數(shù)的乘法，麻煩得很，后不得不使用模塊配合查表來(lái)解決問(wèn)題。

PLC的內(nèi)部其實(shí)就是單片機(jī)，只不過(guò)整個(gè)PLC的單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的EMC測(cè)試，而操作系統(tǒng)和編程系統(tǒng)也進(jìn)行了優(yōu)化，方便我們這些編程者使用。

既然PLC只是一臺(tái)單片機(jī)系統(tǒng)，可想而知它與計(jì)算機(jī)不在同一個(gè)技術(shù)水平上。計(jì)算機(jī)能夠完成的工作，哪怕只是一篇WORD文檔的寫(xiě)作，用PLC絕bu可能完成。但PLC能夠輕松實(shí)現(xiàn)的控制功能，用計(jì)算機(jī)雖然也能勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)，但效果極差，且可靠性極低，尺寸也巨大。

如此看來(lái)，PLC與計(jì)算機(jī)的工作特性不一樣，適用的工作對(duì)象當(dāng)然也不一樣。

所以，題主拿計(jì)算機(jī)的C語(yǔ)言來(lái)比擬PLC的編程語(yǔ)言，并不合適。

另外，題主所謂的規(guī)模較大的PLC，這個(gè)定義不明確，也是沒(méi)有意義的。

一、三菱PLC指示燈判意義

①輸入指示燈

標(biāo)有“IN”標(biāo)記旁邊的一排指示燈為輸入信號(hào)指示燈，如圖3-1-3中的“⑤”，每一盞指示燈分別對(duì)應(yīng)PLC的一個(gè)輸入信號(hào)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸入端有信號(hào)時(shí)，該指示燈就亮，當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸入端無(wú)信號(hào)時(shí)，該指示燈就熄滅。

②輸出指示燈

標(biāo)有“OUT”標(biāo)記旁邊的一排指示燈為輸出信號(hào)指示燈，如圖3-1-3中的“⑩”，每一盞指示燈分別對(duì)應(yīng)PLC的一個(gè)輸出信號(hào)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸出端有信號(hào)輸出時(shí)，該指示燈就亮，當(dāng)對(duì)應(yīng)的輸出端無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，該指示燈就熄滅。

③型號(hào)標(biāo)志

PLC中的“FX2N – 48 M R”就是PLC的型號(hào)標(biāo)記，其型號(hào)各部分的含義如下：

① ②③④

①為系列名稱；②為輸入和輸出點(diǎn)數(shù)之和，48為24點(diǎn)輸入24點(diǎn)輸出；③為單元種類，M表示基本單元，E表示輸入輸出混合擴(kuò)展模塊及擴(kuò)展單元，EX表示輸入專用擴(kuò)展模塊，EY表示輸出專用擴(kuò)展模塊；④為輸出形式，R表示繼電器輸出，T表示晶體管輸出，S表示晶閘管輸出。

④工作狀態(tài)指示燈

PLC共有四盞工作狀態(tài)指示燈，標(biāo)有“POWER”的指示燈為PLC電源指示燈，當(dāng)PLC接通電源時(shí)，該指示燈亮；標(biāo)有“RUN”的指示燈為PLC運(yùn)行指示燈，當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，該指示燈亮；標(biāo)有“BATT.V”的指示燈為PLC內(nèi)部鋰電池欠壓指示燈，當(dāng)鋰電池電壓降低到需要更換時(shí)，該指示燈亮；標(biāo)有“PROG?E”和“CPU?E”的指示燈為錯(cuò)誤指示燈，當(dāng)該指示燈閃爍時(shí)，表示內(nèi)部寫(xiě)入PLC的程序有錯(cuò)誤，當(dāng)該指示燈常亮?xí)r，表示PLC內(nèi)部CPU出錯(cuò)。