关于西门子PLC控制系统工作原理及常见故障应用分析

常焘

摘 要：本文主要就西门子PLC控制系统的工作原理以及故障分布加以阐述，然后就控制系统故障诊断方法以及故障的解决措施详细探究，希冀能借助此次理论研究，为具体的故障解决提供相应参考依据。

关键词：故障；控制系统；西门子PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.137

0 引言

自动化技术的迅速发展背景下，在生产当中对自动化技术的应用也起到了良好作用，西门子PLC控制系统的应用大大提高了工作的效率和质量，从整体的生产力水平方面有了提升。但是控制系统在具体的应用中，受到主要因素的影响还存在着一些故障，解决好实际中的故障问题，才能真正有助于系统的应用作用充分发挥。

1 西门子PLC控制系统的工作原理以及故障分布

（1）西门子PLC控制系统的工作原理。西门子PLC控制系统的工作过程中，输入采样以及用户程序执行和输出刷新是关键的阶段，这些环节操作完成就是一个扫描周期。西门子PLC控制系统的实际运行当中，系统CPU通过相应扫描速度来重复这几个不同的阶段操作，而在程序执行的时候，PLC是通过上下顺序对梯形图进行扫描的，扫描的时候是从程序左边的触点构成的控制线路向右进行扫描，这样就从整体上形成了左右上下的逻辑运算，结合结果对逻辑线圈在储存区对应位状态进行刷新，或是对输出线圈在映象区当中对应位状态实施刷新，以及确定是不是要对规定特殊功能指令进行执行做出判断。程序执行过程中输入点在映象区中状态数据不变化，其他都会发生变化[1]。在扫描程序结束后就进入到输出刷新的环节，CPU会依照映象区对应状态以及数据刷新输出锁存电路，然后通过输出电路驱动外设。

（2）西门子PLC控制系统故障分布。西门子PLC控制系统的应用过程中，会受到多方面的原因影响而出现故障，这些故障的出现会造成控制系统的不动作，所以减少西门子PLC控制系统的故障发生就显得比较关键。西门子PLC控制系统的故障分布来看，主要是出现在外设部分，其发生故障占PLC系统故障95%，西门子PLC自身的故障只有5%。在对西门子PLC控制系统的故障解决过程中，就要充分注重对外部设备维护管理[2]。而对于西门子PLC自身的故障有10%是内部故障所致，其他故障都是在I/O模板上发生，所以在了解了系统故障分布之后，对故障的处理就能缩小范围。

2 西门子PLC控制系统故障诊断方法及解决措施

（1）西门子PLC控制系统故障诊断方法。西门子PLC控制系统的故障发生后，采用科学的诊断方法是比较关键的，这是提高故障解决效率的重要举措。科学技术的进步使得在系统故障的诊断方面也比较方便，选择性比较多，如仪器专项检测法的应用，对西门子PLC控制系统网络通讯运行状态能进行检测分析，对系统接地检测通过电阻测试仪的应用，对其接地阻值是不是能够达到相应的要求进行判断和处理[3]。再者，通过简易故障诊断法的应用，对于西门子PLC控制系统的常见故障的诊断能发挥其积极作用，但是在应用这一方法的时候就要有相当的经验。故障检测方法的应用中，智能诊断的方法应用是比较先进的，主要是对当前S7软件的应用，对硬件诊断的效率比较高，能在线查看缓冲区诊断信息从而进行针对性的处理。

除此之外，西门子PLC控制系统的故障诊断方法当中，逻辑分析法以及折半查找法和对比替代法也是重要的故障诊断方法。如折半查找法，在其应用过程中，对整体控制系统结构比较熟悉，有目的有方向进行查找，从而确定系统的故障部位和区域，从这些方面得到了加强，才能有助于系统故障的解决。

（2）西门子PLC控制系统故障解决措施。西门子PLC控制系统的故障解决措施的实施，要和实际故障的类型和内容相结合，提高故障解决的效率。从西门子PLC控制系统的实际故障发生的情况能够看到，主要有几层不同故障，第一层的故障类型主要是系统的外设故障，这也是故障发生比较多的部分。判断这一层的故障就要结合PLC输入输出指示灯进行判断，输入输出指示灯同步闪亮就是系统的外设故障，改变输入指示灯同步发生改变。这一类型的故障主要有，接触器及继电器故障，开关及阀门等方面故障[4]。在出现这些故障的时候，就要进行逐次的加以排查，发生故障原因及时性的进行处理，检查故障的时候从安全回路进行排查，因为这一部分就是控制系统的核心，對整个系统的运行有着控制作用，所以在这一方面得以明确就能方便故障的解决。

西门子PLC控制系统控制器故障的发生，主要是内部输入模块的故障所致，或者是电源内部电压不正常所致。内部接入设备比较多，以及输入设备出现短路的时候，就会造成电源停止供电，这就需要切断输入设备电源进行测量，通过上位监控系统进行故障判断。在软触点不同颜色显示不同工作状态下就能了解故障发生的位置[5]。另外，对于PLC自身的故障主要是程序的错误，就要把程序备份进行单独运行来查看故障问题。

对西门子PLC控制系统的故障处理过程中，会出现死机以及系统故障灯亮的情况，需要对系统重启，没有改善就要断电把储存卡取出，然后送电把开关打到向下位置，十秒后进行启动。故障没有解决就是软件程序的问题，就要对程序备份后进行程序校验判断是不是一致，通过重新编译程序对硬件组态的正常性加以判断，如果不能解决，就要把原来的程序恢复，并传输到空的临时数据区。

3 结语

总之，当前的科学技术迅速发展背景下，工业领域的发展对自动化技术的应用需求在不断增大，西门子PLC控制系统的应用是提高工业领域发展的重要支持技术。在对西门子PLC控制系统的应用过程中，解决其故障是比较关键的工作，希望能在此次的理论研究下，能为实际的系统故障解决起到一定启示作用。

参考文献：

[1]赵江，易端前，俞剑侠.西门子S5系列PLC常见故障诊断[J]. 科技展望，2016（08）.

[2]周政伟.西门子PLC控制系统工作原理及常见故障分析[J].山东工业技术，2016（07）.

[3]赵国华.西门子PLC在工厂应用中的问题及对策探讨[J].橡塑技术与装备，2016（10）.

[4]林长兴.西门子PLC与上位机通讯方式的改造[J].工业炉，2015（01）.

[5]黄雄.西门子PLC系统主要故障探讨[J].山东工业技术，2015（06）.