PLC常见问题及解决方法

PLC采用一种可用于内部存储程序的可编程存储器，执行顺序控制、逻辑运算、定时、与算术操作等面向用户的指令，并可以通过模拟输入/输出控制各种类型机械或者生产过程。PLC不仅是一种逻辑电路，还是一种与硬件结合紧密的语言，在半导体领域的应用很广泛。PLC和其相关的外部设备都应基于容易与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则进行设计。

　　一、PLC主机系统问题

　　PLC由于其实用性而受到工业领域的青睐，因此对于PLC技术的研究也日益受到相关企业的重视。PLC主机系统最容易发生故障的地方一般在电源系统和通讯网络系统，电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。通讯及网络受外部干扰的可能性大，外部环境是造成通讯外部设备故障的最大因素之一。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM，其使用寿命除了主要与制作工艺相关外，还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都采用高性能的处理芯片，故障率已经大大下降。对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平，加装降温措施，定期除尘，使PLC的外部环境符合其安装运行要求;同时在系统维修时，严格按照操作规程进行操作，谨防人为的对主机系统造成损害。

　　二、PLC硬件问题

　　PLC是运行在工业环境中的控制器，一般而言可靠性比较高，出现故障的概率较低，但是，出现故障也是难以避免的。一般引发故障的原因有很多，故障的后果也有很多种。引发故障的原因虽然我们不能完全控制，但是我们可以通过日常的检查和定期的维护来消除多种隐患，把故障率降到最低。

　　(一)元器件损伤与替换

　　元器件出现损伤会致使PLC控制系统停止工作。遇到这种故障，只需要更换上同样的元件即可，但是实际工作中，常常一时无法找到同样元件，这时应采用元器件替换法，将损坏的元器件替换下来。

　　1.电容器的替换

　　进行电容器替换时，首先应考虑电容的标称容量和耐压，而电容介质材料对替换并无太大影响。在振荡、定时、带通滤波等电路的电容器替换时，应严格遵守同等容量电容器替换这一原则;在其余电路中，对电容容量的要求均不高，可采用相近容量的电容替换。滤波电容的容量要求更宽一些。电解电容的替换，要注意耐压正，负极性。

　　2.电阻器的替换

　　在数字电路中，通常对电阻阻值范围的要求不高，因此替换的电阻器只要满足额定功率的要求即可，一般采用较多的是金属膜电阻。但是在振荡、定时等电路中，应采用精密电阻，以使电阻值与元器件精度相适应。

　　(二)CPU单元故障

　　常见的CPU单元故障包括：电源(POWER)指示灯异常、错误(ERROR)指示灯异常、运行(RUN)指示灯异常。对以上故障进行分析，可能的原因有以下几方面：电池电量不足;电源电压不稳定，波动范围大;CPU线路板上电路或元件故障;存储器记忆体或电路故障;环境温度和湿度不达标准等。

　　1.输入单元故障

　　输入故障有三种常见情况：无输入信号、输入信号常有、特定信号没有或常有。针对上述情况，存在的可能原因有：输入回路短路或断路;输入元件损坏;外部输入信号接通时间过短;连接器、端子板、接线螺丝损坏或接触不良。例如，感应开关损坏、形成开关错位、光传感器被异物遮挡等。

　　2.输出单元故障

　　输出单元故障的常见情况有四种：无输出信号、输出信号常有、PLC输出单元有信号而外接器不动作、特定信号没有或常有。针对上述情况，存在的可能原因有：输出回路短路或断路;输出单元电源故障;输出端外接电器故障;连接器、接线端子板损坏或接触不良;噪声干扰导致的误动作。

　　三、PLC干扰及排除问题

　　现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。

　　(一)干扰源

　强电干扰：PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。

　　1.柜内干扰：控制柜内的高压电器，大的电感性负载，混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。

　　2.接地系统混乱时的干扰：接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰。

　　系统内部的干扰：主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

　　4.变频器干扰：一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引起电网电压畸变，影响电网的供电质量;二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰，影响周边设备的正常工作。

　　(二)主要抗干扰措施

　　1.电源的合理处理，抑制电网引入的干扰。对于电源引入的电网干扰可以安装一台带屏蔽层的变比为1：1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰，还可以在电源输入端串接LC滤波电路。

　　2.正确选择接地点，完善接地系统。良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路，将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地，如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。

　　结束语

　　随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。PLC系统本身是一个完整的系统，所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性，单独的对某一部分的优化有时并不能提高系統的整体性能。