可编程控制器的常见故障分析与处理

李海兵

【摘 要】可编程控制器又可称为PLC，它是工业环境中专门设计的数字运作电子操作装置，其带有能够编写程序的主控制器以及存储器，它可以存储并执行指令，同时它能够进行算术运算、计数、定时、逻辑运算以及顺序控制等操作内容，通过模拟式和数字化的输出与输入功能，全方位的控制各个一体化类型的机械设备，并使其在生产过程中发挥其最佳性能。当前我国应用最多的可编程控制器有日本三菱公司、OMRON公司以及松下公司生产的日系可编程控制器、本文笔者仅就松下公司出产的日系FPI系列可编程控制器为例，通过该产品的介绍简单说明可编程控制器的常见故障和故障处理方式，仅供同行业朋友相互参考借鉴。%The programmable controller may be called a PLC,which is the industrial environment specially designed digital operation of electronic operating device with the ability to write the program's main controller and a memory,it can store and execute the command,and it can be arithmetic,counting,timing, logic operation and sequence control

operation content through analog and digital input and output function,a full range of control of each integrated types of mechanical equipment,and make the production process play their best

performance.China's current most widely programmable controller with Mitsubishi Corporation of Japan,OMRON Corporation and Matsushita produced Japanese programmable controller,this article the author only Panasonic produced Japanese FPI series programmable controller,for example,through the product's introduction a brief description of the

programmable controller of the common faults and fault handling, for the same industry friends cross-reference reference. 【期刊名称】《电子测试》 【年(卷),期】2013(000)014 【总页数】2页(P69-70)

【关键词】可编程控制器;常见故障;故障处理 【作 者】李海兵

【作者单位】四川职业技术学院，629000 【正文语种】中 文

近年来，随着全球电子信息技术以及机械生产水平的不断提升，各种控制装置受到很多企事业单位领导的喜爱。可编程控制器作为新型的控制装置，其在自动化工业控制领域内的应用范围十分广泛，其构成自控系统能够长期稳定的开展各种控制工作，但是因为环境变化异常和使用不当等情况的制约，经常会使控制器出现各种各样的问题，从而影响正常生产工作，甚至还会导致较为严重的故障隐患问题发生，影响企业正常的产品产出，接下来，本文就重点对可编程控制器的常见故障进行分析：

1 日系PBI可编程控制器的常见故障分析

为了增加可编程控制使用的期限，保证控制其在整个生产环节中能够更好的提供产能输出，我们就必须对可编程控制器系统内可能会出现的问题进行分析与研究，比如像元器件的老化问题和设备损耗问题等，我们必须对这些问题有一个较为全面和

清晰的认识与判断，从而便于在故障发生之前采取科学合理的防范措施阻止发生故障的一切因素的形成，或者是在故障出现后以最快的速度制定出相关故障的解决措施，做到尽快修复故障，从而避免生产停滞问题的发生。 1.1 可编程控制器的系统故障概念分析

系统故障指的是在整体控制系统内，其中摆阔了PLC控制系统、电子元器件和机械设备等一系列相关的生产设备出现失效或者是故障情况的总和。可编程控制器控制部分主要包括了中央控制器、输入输出设备、扩展设备、主机箱以及相应的外部控制设备和控制程序。可编程控制器的现场设备主要包括了各种电动机、线路、阀门、传感器、接触器以及电子阀等。 1.2 可编程控制器系统的故障分析

可编程控制器常见的故障有：第一，在电子控制器控制系统中只有少量的故障会发生，这些故障大约站到了装置故障总量的5%，这5%的故障主要包括了中央控制器故障（中央控制器故障大约站到内部故障总量的十分之三），出现在电源模块、存储器、处理器、系统总线以及通讯模块等结构上的故障大约站到了内部故障总量的十分之七；第二，大量故障约占装置故障总量的95%，这部分故障主要发生于传感器运和启动器等连接控制器件和执行控制器件的电缆方面，这些故障较为复杂，且故障原因查找较为麻烦，很难快速的发现问题并及时解决问题，与此同时，这类故障错综复杂排列与可编程控制器内，牵一发而动全身，即使很小一点的问题也很有可能造成控制器的全盘瘫痪，从而严重影响了可编程控制器的正常运行。 1.3 CPU和电源故障分析

第一，保险熔断次数过多，其主要原因是电压切换过程中端子的设定不正确或者是电源短路。

第二，指示灯电源不亮问题，其主要原因是保险熔断、电压切换过程中端子设定出现问题以及LED指示灯出现故障。

第三，运行灯不亮，其主要原因是程序出错，比如像在编程过程中没有编写结束指令等、电源损坏、运行灯破损、输入输出设备的位置出现变动。

第四，CPU在运算过程中出现错误运算，其主要原因是监控操作过程中错误改写了原有程序、较大干扰导致程序的存储器出现较大变动、电源供应过程中有断续情况发生、电源损坏、外部噪声干扰、锂电池的电压不够等。 1.4 输入单元的故障

第一，输入接点接通情况不理想导致LED灯不亮，其主要原因是没有添加外部的输入电源、输入单元的电压不能满足需求、端子的排压线出现松动情况、单元内部出现故障比如像输入驱动电路或者是继电器线路损坏。 第二，输入关断出现故障，其主要原因是继电器出现损坏。

第三，输入接点出现不规则的通断情况，其主要原因是输入线或者是压线端子的连接状况出现问题、噪声引起动作上的错误、输入的电压不满足设备需求。 第四，特定的继电器接点连通出现问题，其主要原因有输入线路出现断线情况、端子与输入线的连接出现问题、外部的输入时间过短、输入指令过程中使用了特殊的输入接点符号等。

第五，特定的继电器出现关断失灵故障，其主要原因有输入电路出现故障、指令输出过程中使用了特殊的输入接点符号等。

第六，输入接点的动作正常但是LED显示灯却不亮，其主要原因是因LED显示灯损坏造成的。 1.5 输出单元的故障

第一，输出接通故障，其主要原因有没有增设负载电源、负载电压不能满足设备需求、输出端子的连接情况不满足设备需求、保险熔断、总线插座的不良接触情况、输出单元的内部故障（比如像继电器出现损坏等）。

第二，输出关断失灵，其主要原因是输出单元出现内部故障（比如像继电器出现损

坏）。

第三，输出接点的不规则通断故障，其主要原因有外部负载的电压过低、程序中的指令继电器号出现重复情况、噪声引发误动作、端子与输出线的不良连接等。 第四，特定的继电器号出现不接通输出故障，其主要原因有信号输出的时间过短、程序指令继电器号出现重复、输出配线出现断线情况、端子的不良连接情况。 第五，特定的继电器号输出关断失灵故障，其主要原因有程序中的指令继电器号出现重复情况、因为负债电压和剩余漏电流的影响使得接点无法复位等情况。 第六，输出接点的工作正常但是LED灯不亮，其主要原因是LED灯损坏。 1.6 程序故障

程序无法正常送出或写入，导致这一故障的主要原因有可编程控制器的连接电缆出现不良连接情况，可编程控制器出现内部故障情况（比如像按键损坏等）。 2 日系PBI可编程控制器系统的故障处理问题研究

可编程控制器控制系统的大部分故障都集中在外部设备上，只有很少一部分故障发生在可编程控制器内部，所以，在对可编程控制器进行维修的过程中应首先将注意力放到外部设备上。其次，在这很少一部分的控制器内部故障中，只有约10%的故障出现在控制器内部，剩余故障大多发生于I/O模块内，在发生故障时，我们应首先确定发生故障的位置，确定故障是发生在内部设备中还是发生在外部设备中，如果故障发生在内部设备中，我们应进一步确定故障是发生在控制器内还是发生在I/O模块内，最后我们才应当确定故障是发生在软件故障上还是硬件故障上。 2.1 利用可编程控制器的输入输出灯判断发生故障的大体方向

指示灯是否处于亮状态是一个直接而有效的故障发现和检测手段，外部设备故障通常都会发生在接触器、继电器；运控转换设备、接地转换设备、开关、安全保护设备；信号线噪声、地线噪声、电源噪声等设备上，因此，排除起来就较为容易。可编程控制器自身故障通常有电源电压故障，但是电压故障不一定与电源电路有关，

有些时候内部短路也会导致电压故障出现；输入模板故障；控制器内部的其他电路故障；控制器。

2.2 利用上位监控系统功能判断二级故障

利用尚未监控器的在线监控功能，通过监控梯形图监控故障，比如软触电不同颜色显示信号代表了不同状态，查找XO，设备若显示NO，则表示输入信号送入到二级控制器内，然后检查输出YO，如果设备显示NO，则表示输出信号在控制器中的寄存器内已经形成。输入输出端口如果出现损坏，可以使用冗余端口对程序进行修改，从而使设备恢复到正常运行状态。 3 总结

由于科学技术发展速度日益迅猛，很多集成化高的仪表设备大量投入到现场生产环节中，伴随着这种集成化较高的设备大量投入使用，其所带来的负面故障也很难被查找出来，从而也就增加了设备处理难度，在传统形势下，处理故障的方式通常是将卡板更换，更有甚者直接更换整机，如果设备出现故障就需要更换整机的话，那么无疑会增加企业的财政负担，因此，我们应在仪表装置分析和内部结构控制方面多下功夫，尽可能的缩小故障可疑的范围，利用集成冗余软件功能强大、元件多等特点，更加有效和经济的处理可编程控制器的常见故障，从而避免资源浪费情况的发生，为国家和企业节省更多的建设资金。 参考文献

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