PLC的维护及检修探讨

张仁勇，夏同行，郑 超，姚 睿

（贵州中烟工业有限责任公司遵义卷烟厂，贵州遵义 563000）

0 引言

PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）凭借其容易扩展、编程简便、较强的控制功能及较高的可靠性等优点，在工业生产中的应用越来越广泛。但是，如果工业生产现场环境比较恶劣，或者是维护保养不当、操作不当、有较多的干扰源等，就会对PLC 的正常运作造成较大影响，使整个控制系统难以正常运转。另外，长时间运行后，也需要对其进行维护与检修，以保障其能够持久、安全运作。因此，做好PLC 的维护与检修工作尤为关键。本文结合既往的研究内容，围绕一些常见故障，就PLC 的维护与检修方法进行剖析。

1 PLC 的故障分析与处理

1.1 I/O 的故障与处理分析

对PLC 而言，如果与外部设备之间实现通畅、高效的信息交流，就需要I/O（Input/Output，输入/输出）这一运作通道，而其工作是否正常，不仅与I/O 单元之间有密切关联，还与许多元件的运作状态紧密相关，如保险丝、接线端子及电路配线等。如果发生I/O 不接通、不关断等现象，指示灯显示异常，或者是I/O 有各种不良现象出现，如ON/OFF 动作不规则，此时技术人员需要依据此些故障的发生情况，分别对端子螺钉松紧情况、端子板联接器接触、I/O 电源情况、程序中OUT 指令的实际使用情况以及I/O 回路接通过情况等，进行认真、详细检查，找出故障点，然后通过对CPU（Central Processing Unit，中央处理器）单元进行更换、将端子板与螺钉拧紧、对I/O 单元进行清扫或更换、更换I/O配线、恢复额定电压供电等方法、措施，以排除故障。

1.2 PLC 主机系统的故障与处理

如果PLC 长时间处于高效运作状态，此时受电压、电流的强烈、持续冲击以及设备散热、所处环境温湿度变化和印刷板老化、接插件接触点氧化、尘埃积累等因素影响，容易发生主机系统故障情况。需要指出的是，针对PLC 主机系统而言，其在PLC连续运行时间超过3 年后，最易发生故障，而且在各种故障当中，最为常见的故障类型为通信网络系统故障、电源系统故障等。如果发生PLC 运作异常，难以维持正常工作，或者是电源指示灯灭、面板上其他指示灯显示异常，再或者是通信联络等功能难以正常开展等，那么需要技术人员依据此些故障的具体情况及特点，分别对通信配线联接情况、电源模块情况、电源供电情况以及工作环境情况、可擦写ROM（Read-Only Memory，只读存储器）使用情况等，进行严格且详细检查，从中找出故障的准确位置，找出原因，然后通过各种手段来将之排除，比如：改善PLC运行环境、对PLC 进行清洁、对通信配线，或者是对通信模块进行更换、更换电源模块、恢复额定供电等。

比如某企业的温控室自动取样站，在实际运行时，突然发生失灵情况，在现场对PLC 控制柜进行检查，从中发现6ES5 304-3UB11PLC 型PLC（SIEMENS SIMAT-IC S5）的CPU 模块RUN 的指示灯处于不亮状态，而STOP 指示灯却处于常亮状态，相关人员进行了断电复位处理，而且还利用CPU 模块自身的复位按钮进行复位操作，故障均没有排除。依据所表现出的具体现象，所得出的结论为：该故障并非是PLC 运行、通信、外接电源方面的问题，可能是系统程序问题或内部模块发生故障，基本理由为PLC 的工作方式是周期性循环扫描，在一个完整的扫描周期当中，其始终按照如下扫描程序来运作：系统自检→检测通信→输入与刷新→用户程序的执行→输出刷新。如果系统经过自检，从中发现错误，此时，CPU 便会自动进入到指定的安全状态，但在当前的错误状态下，允许询问并且响应。CPU 能够即刻依据如下程序来进行操作：①进入到STOP 状态；②将系统的STOP指示灯以及致命错误灯点亮；③将输出断开；④停止CPU 运行；⑤进入到STOP 状态，PLC 系统没有能通过自检。此PLC 程序在EPROM（Electrical Programmable Read Only Memory，电动程控只读存储器）当中被保存，怀疑可能是EPROM 已经损坏，将RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）更换后，对程序进行加载，但故障仍在；最后怀疑可能是锂电池的问题。对锂电池实施更换后，RUN 指示灯处于常亮状态，提示故障已经被排除。

1.3 PLC 程序故障与处理

所谓PLC 程序故障，其实就是PLC 控制程序在实际运行过程中发生难以正常运转或者是系统控制功能难以达成的一类故障，此类故障便是软件故障。通常情况下，PLC 受寄存器、计数器或者定时器的各种常数没有能够正确设定，或者是之前所设定的各类参数发生改变，再或者是PLC 发生断电后，再次连接电源，从而造成各类程序参数发生改变。此外，当在设定PLC 存储容量时出现差错或失误等，均会诱发PLC 程序故障，发生此故障后PROGE 灯便会处于持续闪烁状态。针对此情况，相关技术人员仅需将正常参数的各种设定值或依据备份程序将正确程序给予恢复，便可排除此类故障。需强调的是，当向PLC 当中重新输入备份程序时，程序自身设置有各类参数，需要先对程序进行严格检查，然后才能重新设置参数。比如某企业的自动分离流水线，当对流水线上所配置的三菱FX2N-48MT-001 型PLC 进行定期保养与维护之后，将电源连接上，此时PLC 的输出指示灯并非都亮，但是对于PROGE 灯而言，其呈现为连续性闪烁状态且为红色。当将电源断开，并且重新启动PLC 后，故障仍存在。采用软件进行诊断，显示PLC 的错误代码是6402，此时，以PLC使用手册为参照，对照其中的错误代码，从中证实为参数错误。明确原因后，将PLC 的运行予以停止，基于参数模式状态下，对系统当中的定时器、计数器进行全面检查，当发现计数器所对应的常数值无问题时，把流水线控制程序重新写入PLC 当中，对程序当中的各种参数进行重新设定，此时故障排除。

2 PLC 维护检修方法及所需注意事项

2.1 对PLC 开展全面检查

在日常巡查时，技术人员首先应对控制系统的整体运行环境进行严格检查，如PLC 的灰尘、湿度、运行温度等，保持PLC的内部始终处于清洁状态，且还应保证其外部具有良好的工作环境。其次，对PLC 的电源供电质量进行全面检查，如对电压波动的次数、频率及程度进行检查与测定，还可根据现实需要，安装有稳压作用的电源，延缓其老化，促进设备整体使用寿命的提升。然后，对PLC 的整个安装状态进行详细检查，包含供电模块、智能单元、CPU 单元、I/O 单元等是否存在松动等情况。最后，对PLC 接线进行检查，包含输出接线、输入接线、通信总线及PLC 接地等环节的牢固与否。其中，前两项需要进行定时检查，第三项可以每年检查一次，第四项可以每半年检查一次。

2.2 借助PLC 自检与相关提示进行维修

在大多PLC 的内部，均配置有自检功能，而且当控制系统处于运行状态时，会有自动诊断处理这一环节。维修人员可以依据相关提示，尤其是面板知识灯的当前状态，如运行指示、输入输出指示等，或者是诸如错误代码等编程软件提示，对故障的类型及具体位置进行初步判断，为故障及早处理提供方便。

2.3 用手持编程器排除程序故障

当以PLC 为基础的控制系统处于实际运行状态时，相关技术人员能够借助手持编程器，将程序当前的运行情况读取出来：一方面可以首先使PLC 返回至STOP 状态，对错误程序进行修改；另外一方面还可以开启监控程序，使PLC 始终维持在RUN状态，并且还能根据现实需要按动一些装置按钮（如开关按钮、输入端按钮等），查看与之相对应的程序当前的状态，一旦发现异常即刻进行纠正与处理。

2.4 维修人员需始终秉持操作规范

为了较好地处理PLC 控制系统运作异常故障，维护人员需要做到如下4 个方面：①了解故障的基本现象，知晓故障的整个发展、发展过程；②全面、深入分析故障过程，剖析故障的可能诱因；③对故障发生位置进行判断；④在保证安全的前提下，采用多种方法将故障排除。

3 结语

综上所述，为了保证PLC 系统始终处于稳定、高效、安全的运行状态，需要做好其维护与检修工作，通常可以从I/O、主机系统、运作程序等方面进行故障的分析与处理，保持PLC 的高效与稳定，最终达到延长其使用寿命的目的。需要指出的是，在进行维护检修时，除了要对其进行全面检查外，还应善于借助PLC 自检与相关提示来实施维修，用手持编程器将一些典型故障排除。此外，维修人员需要有良好的操作技能，始终按照操作规范来进行，这样才能消除隐患与故障，提高PLC 的运行效率与安全。