Omron PLC控制系统故障分析与排除

谭 达

广东省湛江市湛江港（集团)股份有限公司一分公司，广东 湛江 524019

PLC目前在国内工业生产中应用较广泛，笔者所在工作单位就将PLC控制系统应用在灌包机的生产运作中，由于其方便设置、控制和易于维护等优点，大大减少了现场设备管理人员的工作量。但也因为现场生产环境条件恶劣，各种外在因素的影响，PLC系统也存在各种故障频发的现象，在此，笔者总结数年来维修PLC控制系统的一点经验教训，希望能对读者有所帮助。

1 故障特点

我们可以将整个生产线上的设备分为PLC控制系统和现场控制设备两部分，前者包括我们常说的CPU（中央处理器）模块、电源模块、输入输出模块和相关的开关电源、滤波器等等，后者则有我们常见的工业电气设备如断路器、接触器、电磁阀、电动机等等。当整个生产线出现故障时，我们首先要区分出是PLC控制系统的故障还是外围控制设备部分的故障，这样才能更准确地对症下药。

PLC系统由于其集成度高，集成元件较精密，对工作电压的要求也比较严格，如笔者所使用的MORON CQM1H系列PLC的工作电压分外围控制220V和内部控制24V两种，当PLC连续工作时，其工作电压或电流如果发生波动，肯定会对PLC的工作稳定性造成影响，而且PLC所连接的电磁阀、控制显示仪等部件都是在比较恶劣的生产环境下运行，往往会有散热、水汽甚至腐蚀等因素，外围部件一旦受到以上因素影响发生短路等情况，瞬间过大的电流或电压会轻易损坏所连接的PLC部件，所以，外围连接部件的损坏是造成PLC控制系统故障的最可能因素之一。

除了电压或电流的变化会造成PLC核心部件的的损坏，频繁拆装PLC模块也会造成接口印刷板处的镀铜层磨损。CQM1H PLC有多个输入输出模块，当排障或检查的时候往往需要多次拆装，因此总会造成接口镀铜层的磨损，即使在正常工作的情况下，外围环境湿度变化的影响也会导致镀铜接口氧化，这也会造成PLC系统损耗。尤其我们单位作业物料以化肥和硫磺为主，对PLC的内在元件和线路腐蚀较严重，所以在处理故障的时候要考虑到温度、物料、潮湿等因素对设备的破坏。虽然目前PLC厂家在生产的时候已经对PLC元件本身做了一些简单必要的防腐蚀处理，如在重要芯片上加树脂层保护，所以PLC自身寿命已大大提高，在正常、良好的工作环境下，一般不会出现频繁故障。所以，在大多数的的情况下，PLC的故障都是外围连接设备信号故障，在遇到PLC生产线设备故障时，应先对PLC核心的部件如中央处理器模块、输入输出模块进行简单的检测和确认，然后进行外围连接部件的故障排除。

2 故障分析及排除方法

如本人在前面所说，先判断故障是属于PLC控制系统部分还是外围控制设备部分，如果PLC运行时的指示灯多处显示不正常，并且带有报警信息（ERR/ALM灯常亮），基本可以确定是PLC控制系统内的故障，这就需要检查CPU模块、输入输出模块及电源模块等公共部分。如果是局部性故障可从以下几方面进行分析：

1）利用OMRON PLC的连线检测功能，用手提电脑连接PLC，运行CX-Programmer软件并对PLC进行连线运行状态监测，在运行过程中如果PLC发生故障，软件就会显示的报警信息，根据梯形图显示的运行顺序可以查找故障点。作为PLC的维护人员，应能熟练掌握PLC控制系统的自诊断功能，根据系统发生故障时给出的报警信息，能迅速、准确地查找并确定故障点；

2）根据PLC运行程序的步骤顺序诊断故障。每个PLC系统都有自己的专属程序，整个系统的运行步骤都是按照程序所设定的顺序来完成的，通过整个生产系统的运行过程，对比异常点的运行状态和正常运行时的情况，可判断出故障点所在，找出故障原因；

3）根据模块指示灯的状态查找状态。PLC系统的各种信号和指令都是通过CPU模块处理，再通过输入输出模块进行，因此当系统中某个点短路或开路时，一些故障会在PLC的指示灯上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。例如OC221输出模块连接电磁阀，如果某个电磁阀的线圈短路接通，在程序运行到这一步的时候，OC221上对应这个电磁阀的指示灯就会常亮，维修人员就可以根据这个特征来查找出这个损坏的电磁阀线圈。

以上方法只是给出一些查找故障点的思路，引发PLC系统故障的原因有很多，维修人员不能单纯依靠某种方法进行故障检测，在实际的工作中需要灵活结合多种方法，再配合电气和机械部分进行综合分析。

3 Omron PLC系统常见故障

在实际的使用过程中，笔者发现PLC系统中主要是输入、输出模块和CPU模块较常发生故障，所以也着重说说3个点的常见故障。

3.1 常见的输入输出模块故障主要有以下3种现象

1）输入信号常有；2）无输入信号；3）特定点信号常有或无。

导致以上故障现象的可能原因：1）模块元件损坏；2）运行回路中有短路、开路现象，如某个点的接触器烧毁；3）各个连接段如螺丝、接线端子接触不良；

故障举例：行程开关错位，接触器损坏，外接熔断器烧断，发生短路引发冲击电流过大导致继电器粘合，接点锈蚀导致接触不良等等。

3.2 CPU模块的常见故障的有以下3种

1）程序丢失，系统运行瘫痪；2）运行指示灯（RUN）异常；3）错误警示灯（ERR/LAM）异常；

导致以上现象的可能原因有：1）CPU自带电池电力耗尽；2）存储器或记忆体损坏；3）CPU电路板上元件或电路故障；

故障举例∶开关电源板短路，瞬间电流过大，击穿CPU内部芯片，导致除电源模块外所有输入输出模块和CPU模块指示灯均熄灭。

通过以上方法可以较快地检测出PLC体统中存在的故障点，但在实际应用中，维修人员应更多地结合实际情况和个人经验，才能更好更快地找出故障所在。

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