关于PLC维护检修方法与技巧

PLC的结构可以分为外观和内部两个方面。以典型的西门子S7-200为例，其外部主要有电源输入口、I/O口，PLC状态指示灯、输入输出指示灯、传感器输出接口、检修口等构成；内部结构有CPU电路板、输入输出接口电路板、电源电路板，其中CPU电路板是核心，主要完成运算、存储和控制功能，一般情况下由微处理器芯片和存储器芯片等构成。

 

 

PLC在应用上实现了开关量的控制，模拟量的闭环控制，数字量的智能控制，还能对现场数据采集与监控。实际工作中所使用的PLC是西门子的S7系列，主要对医药生产设备实现自动化控制功能，比如控通过触摸屏的操作对PLC实现输入信息，控制柜中的PLC处理信息后按程序对阀门、泵等执行元件进行控制，所有状态信息与报警信息通过WinCC系统在上位机上显示信息，因为触摸屏和上位机上能够显示报警的具体信息，工作中方便了检修工作，提高了维修效率。当然，PLC的程序是需要根据实际具体的生产工艺进行编制。

 

PLC的日常维护

1 供电电源的检查

供电电源的质量直接影响PLC的使用可靠性，也是故障率较高的部件，检查电压是否满足额定范围的85%～110％及考察电压波动是否频繁。频繁的电压波动会加快电压模块电子元件的老化，建议加装稳压电源。对于使用多年的PLC系统，若常出现程序执行错误，首先应考虑电压模块供电质量。

2 运行环境的检查

(1)PLC运行环境温度在0～60℃。温度过高将使得PLC内部元件性能恶化和故障增加，尤其是CPU会因“电子迁移”现象的加速而降低PLC的寿命。温度偏低，模拟回路的安全系数也会变小，超低温时可能引起控制系统动作不正常。解决的办法是在控制柜安装合适的轴流风扇或者加装空调，并注意经常检查。

(2)环境相对湿度在5%～95％之间。在湿度较大的环境中，水分容易通过模块上的IC的金属表面的缺陷侵入内部，引起内部元件性能的恶化，使内部绝缘性能降低，会因高压或浪涌电压而引起短路；在极其干燥的环境下，MOS集成电路会因静电而引起击穿。

(3)要定期吹扫内部灰尘，以保证风道的畅通和元件的绝缘。PLC的电控柜尽量使用密封式结构，并且电控柜的进风口和出风口加装过滤器，可阻挡绝大部分灰尘的进入，平日里电控柜要关紧。
 

3 检查PLC的安装状态

平时巡检时检查各PLC单元固定是否牢固，各种I/O模块端子是否松动，PLC通信电缆的子母连接器是否完全插入并旋紧，外部连接线有无损伤。
 

4 检查PLC的程序存储器的电池

平时的维护中检查PLC程序存储器的电池是否需要更换，需要更换的及时进行更换。
 

关于PLC的故障分析与排除

1 根据上位机报警信息找故障

PLC控制系统具有自诊断功能，当系统发生故障时可以立即发出报警信息，可以准确、快速地查找原因并确定故障部位，这个方法是维修中基本的方法和手段，明确故障部位后进行排除。

2 根据动作顺序诊断故障

对于自动控制，其动作是按照一定的顺序进行的，通过观察系统的运动过程，对故障和正常时的情况做以比较，发现可疑点，诊断出故障原因，比如说，水泵在相应阀门正常开启后才能启动，如果管路不同水泵是不能开启的，如果水泵不启动可以检查相应的阀门是否打开，是否工作正常。

3 根据PLC输入输出状态指示灯诊断

PLC控制系统中，输入输出信号是通过I/O模块实现的，一些故障可以通过I/O接口通道上反映出来，PLC的输入输出接口旁都有状态指示灯，如果是接口线松动，接触不良，可以用旋具拧紧线接口，然后看对应故障是否恢复正常；还可以查看相应的电气控制图，看执行元件对应的状态指示灯是否亮，执行元件是否启动，来排查故障，这里也需要对设备的操作过程和生产工艺比较了解，也需要看懂输入输出符号对应的哪个传感器或者执行件，比如阀门、水泵等。比如有台设备无法启动，检查PLC的输出状态指示灯都没有亮，怀疑是中间程序问题，后来发现问题是程序时间锁的缘故，解决后设备可以正常启动；出现过指示灯不亮，而对应的电磁阀、接触器有动作，可能是此输出点因过载或者短路烧牢，这时应该把输出点外线拆下来，再用万用表电阻档去测量输出点与公共端的电阻，电阻小说明触点已坏，若电阻无穷大说明触点是好的，对应的指示灯已坏，对其处理使其恢复正常。

4 程序逻辑推断

对于较低端的PLC其梯形图指令大同小异，西门子输入用I0.0，I0.1...表示,输出用Q0.0，Q0.1...表示，而三菱输入用X0.0，X0.1...表示，输出用Y0.0，Y0.1...表示；对于中高端的PLC，比如西门子的S7-300/400，S7-1200，许多程序用语言表编的。使用的梯形图需要有中文符号注解，否则阅读性差，看梯形图前要了解设备工艺和操作规程，看起来才能容易理解。如果进行电气故障分析，一般应用反查法或者反推法，根据输入输出对应表，从故障点找到对应的输出继电器，开始反查其动作的逻辑关系，查到一处问题，故障通常基本得到解决，一般设备同时有两处以上的故障并不多见的。

5 外部原因导致的故障

由于外部的原因也能导致PLC损坏，比如一只工作电源为220V的接近开关，输入PLC信号触点两根引线与接近开关电源线共用一根四芯电缆，一次接近开关损坏在更换时错将电源零线与PLC公共线调错了，导致烧坏PLC的输入点；一次系统电源变压器零线排线因腐蚀而中断，导致接入电源从220V升到380V。烧坏了PLC的电源模块，整改时可以增加380V/220V的隔离控制变压器；西门子的S7-200系列PLC，其输出公共端标1L、2L等，工作电脑为AC L1 N表示，24V电源为L+M表示，经验不足的人员容易弄错，错将L+M当作220V电源端子送点瞬间就将烧坏PLC的24V电源。所以平时PLC接线时，要注意这些问题，避免由于外部原因造成故障。

总之，PLC、CPU等硬件损坏或者软件运行出错概率较小，PLC若不是强电入侵所致输入点几乎不会损坏，若外围负载没有短路或是设计合理，输出继电器常开点触点寿命也很长。因此根据长期实际经验查找故障点，重点要放在PLC外围电气元件上，对于快速维修好设备，恢复运行很重要。平时尽量把PLC出现的故障做相关记录，做统计，分析容易出现的问题，也有利于平时的维护检修工作。