PLC控製係統故障診斷技術的基本原理是利用PLC的邏輯或運算功能，把連續獲得的被控過程的各種狀態不斷地與所存儲的理想（或正確）狀態進行比較．發現它們之間的差異，並檢查差異是否在所允許的範圍內（包括時間範圍和數值範圍）。若差異超出了該範圍，則按事先設定的方式對該差異進行譯碼，最後以簡單的、或較完善的方式給出故障信息報警。故障診斷的功能包括故障的檢測和判斷及故障的信息輸出。常見的PLC控製係統中，其故障的情況是多種多樣的。

 

 

PLC控製係統主要由輸入部分、CPU、采樣部分、輸出控製和通訊部分組成
，如圖1所示。輸入部分包括控製麵板和輸入模板
；采樣部分包括采樣控製模板、AD轉換模板和傳感器；CPU作為係統的核心，完成接收數據
，處理數據，輸出控製信號
；輸出部分有的係統用到DA模板，將輸出信號轉換為模擬量信號，經過功放驅動執行器；大多數係統直接將輸出信號給輸出模板
，由輸出模板驅動執行器工作；通訊部分由通訊模板和上位機組成。

 

因為PLC本身的故障可能性極小，係統的故障主要來自外圍的元部件，所以它的故障可分為如下幾種：

 

（1）輸入故障，即操作人員的操作失誤
；

 

 

這些故障，都可以用合適的故障診斷方法進行分析和用軟件進行實時監測，對故障進行預報和處理。

 

 

故障的宏觀診斷就是根據經驗，參照發生故障的環境和現象來確定故障的部位和原因。PLC控製係統的故障宏觀診斷方法如下：

 

是否為使用不當引起的故障

，如屬於這類故障，則根據使用情況可初步判斷出故障類型、發生部位。常見的使用不當包括供電電源故障、端子接線故障、模板安裝故障、現場操作故障等。

如果不是使用故障，則可能是偶然性故障或係統運行時間較長所引發的故障。對於這類故障可按PLC的故障分布，依次檢查、判斷故障。首先檢查與實際過程相連的傳感器、檢測開關
、執行機構和負載是否有故障：然後檢查PLC的I/O模板是否有故障：最後檢查PLC的CPU是否有故障。

在檢查PLC本身故障時
，可參考PLC的CPU模板和電源模板上的指示燈。

采取上述步驟還檢查不出故障部位和原因，則可能是係統設計錯誤
，此時要重新檢查係統設計，包括硬件設計和軟件設計。

 

 

 

故(gu)障(zhang)自(zi)診(zhen)斷(duan)是(shi)係(xi)統(tong)可(ke)維(wei)修(xiu)性(xing)設(she)計(ji)的(de)重(zhong)要(yao)方(fang)麵(mian)，是(shi)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)的(de)重(zhong)要(yao)問(wen)題(ti)。自(zi)診(zhen)斷(duan)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)軟(ruan)件(jian)方(fang)法(fa)判(pan)斷(duan)故(gu)障(zhang)部(bu)分(fen)和(he)原(yuan)因(yin)。不(bu)同(tong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)自(zi)診(zhen)斷(duan)的(de)內(nei)容(rong)不(bu)同(tong)。PLC有很強的自診斷能力，當PLC出現自身故障或外圍設備故障，都可用PLC上具有的診斷指示功能的發光二極管的亮、滅來查找。

    

    

根據總體檢查流程圖找出故障點的大方向
，逐漸細化，以找出具體故障，如圖2所示。

 

   

 

 

電源燈不亮,需對供電係統進行診斷.如果電源燈不亮,首先檢查是否有電,如果有電,則下一步就檢查電源電壓是否合適,不合適就調整電壓,若電源電壓合適,則下一步就是檢查熔絲是否燒壞,如果燒壞就更換熔絲檢查電源,如果沒有燒壞,下一步就是檢查接線是否有誤,若接線無誤,則應更換電源部件.

    

    

電源正常

，運行指示燈不亮，說明係統已因某種異常而終止了正常運行。檢查流程如圖3所示.

 

圖3 運行故障診斷流程圖

    

    

輸人輸出是PLC與外部設備進行信息交流的通道，其是否正常工作，除了和輸入輸出單元有關外，還與聯接配線
、接線端子、保險絲等元件狀態有關。

    

出現輸入故障時，首先檢查LED電源指示器是否響應現場元件（如按鈕、行程開關等）。如果輸入器件被激勵（即現場元件已動作），而指示器不亮
，則下一步就應檢查輸入端子的端電壓是否達到正確的電壓值。若電壓值正確
，則可替換輸入模塊。若一個LED邏輯指示器變暗，而且根據編程器件監視器、處理器未識別輸入，則輸入模塊可能存在故障。如果替換的模塊並未解決問題且連接正確，則可能是I／O機架或通信電纜出了問題。

    

出現輸出故障時
，首先應察看輸出設備是否響應LED狀zhuang態tai指zhi示shi器qi。若ruo輸shu出chu觸chu點dian通tong電dian，模mo塊kuai指zhi示shi器qi變bian亮liang
，輸shu出chu設she備bei不bu響xiang應ying。那na麼me
，首shou先xian應ying檢jian查zha保bao險xian絲si或huo替ti換huan模mo塊kuai。若ruo保bao險xian絲si完wan好hao，替ti換huan的de模mo塊kuai未wei能neng解jie決jue問wen題ti，則ze應ying檢jian查zha現xian場chang接jie線xian。若ruo根gen據ju編bian程cheng設she備bei監jian視shi器qi顯xian示shi一yi個ge輸shu出chu器qi被bei命ming令ling接jie通tong，但dan指zhi示shi器qi關guan閉bi
，則ze應ying替ti換huan模mo塊kuai。

    

在診斷輸入／shuchuguzhangshi，zuijiafangfashiqufenjiujingshimokuaizishendewenti，haishixianchanglianjieshangdewenti。ruguoyoudianyuanzhishiqiheluojizhishiqi，mokuaiguzhangyiyufaxian。tongchang，xianshigenghuanmokuai
，huoceliangshuruhuoshuchuduanzibanliangduandianyaceliangzhizhengque

，mokuaibuxiangying，zeyinggenghuanmokuai。ruogenghuanhourengwuxiao，zekenengshixianchanglianjiechuwentile。shuchushebeijiezhi
，shuchuduanjiandianyadadaomouyiyudingzhi，jiubiaomingxianchanglianxianyouwu。ruoshuchuqishoujili，qieLED指示器不亮，則應替換模塊。如果不能從I／O模塊中查出問題
，則應檢查模塊接插件是否接觸不良或未對準。最後，檢查接插件端子有無斷線，模塊端子上有無虛焊點。

    

    

LED狀態指示器能提供許多關於現場設備、連接和I／O模塊的信息。大部分輸入／輸出模塊至少有一個指示器。輸入模塊常設電源指示器
，輸出模塊則常設一個邏輯指示器。

    

對於輸入模塊，電源LED顯示表明輸入設備處於受激勵狀態，模塊中有一信號存在。該指示器單獨使用不能表明模塊的故障。邏輯LED顯示表明輸入信號已被輸入電路的邏輯部分識別 。如(ru)果(guo)邏(luo)輯(ji)和(he)電(dian)源(yuan)指(zhi)示(shi)器(qi)不(bu)能(neng)同(tong)時(shi)顯(xian)示(shi)，則(ze)表(biao)明(ming)模(mo)塊(kuai)不(bu)能(neng)正(zheng)確(que)地(di)將(jiang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞(di)給(gei)處(chu)理(li)器(qi)。輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)的(de)邏(luo)輯(ji)指(zhi)示(shi)器(qi)顯(xian)示(shi)時(shi)，表(biao)明(ming)模(mo)塊(kuai)的(de)邏(luo)輯(ji)電(dian)路(lu)已(yi)識(shi)別(bie)出(chu)從(cong)處(chu)理(li)器(qi)來(lai)的(de)命(ming)令(ling)並(bing)接(jie)通(tong)。除(chu)了(le)邏(luo)輯(ji)指(zhi)示(shi)器(qi)外(wai)，一(yi)些(xie)輸(shu)出(chu)模(mo)塊(kuai)還(hai)有(you)一(yi)隻(zhi)保(bao)險(xian)絲(si)熔(rong)斷(duan)指(zhi)示(shi)器(qi)或(huo)電(dian)源(yuan)指(zhi)示(shi)器(qi)，或(huo)二(er)者(zhe)兼(jian)有(you)。保(bao)險(xian)絲(si)熔(rong)斷(duan)指(zhi)示(shi)器(qi)隻(zhi)表(biao)明(ming)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)保(bao)護(hu)性(xing)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)狀(zhuang)態(tai)；shuchudianyuanzhishiqixianshishi，biaomingdianyuanyijiazaifuzaishang。xiangshurumokuaidedianyuanzhishiqiheluojizhishiqiyiyang，ruguobunengtongshixianshi，biaomingshuchumokuaijiuyouguzhangle。

 

 

PLC的日常維護和保養比較簡單，主要是更換保險絲和鋰電池,?基本沒有其它易損元器件。由於存放用戶程序的隨機存儲器（RAM）、計數器和具有保持功能的輔助繼電器等均用鋰電池保護
，鋰電池的壽命大約為5年，當鋰電池的電壓逐漸降低到一定程度時
，PLC基ji本ben單dan元yuan上shang電dian池chi電dian壓ya跌die落luo到dao指zhi示shi燈deng亮liang
，提ti示shi用yong戶hu注zhu意yi有you鋰li電dian池chi所suo支zhi持chi的de程cheng序xu還hai可ke保bao留liu一yi周zhou左zuo右you
，必bi須xu更geng換huan電dian池chi，這zhe是shi日ri常chang維wei護hu的de主zhu要yao內nei容rong。

 

 

 

注意更換電池時間要盡量短
，一般不允許超過3分鍾。如果時間過長
，RAM中的程序將消失。

 

此外,應注意更換保險絲時要采用指定型號的產品。

 

 

若需替換一個模塊，用戶應確認被安裝的模塊是同類型。有些I/Oxitongyunxudaidiangenghuanmokuai，eryouxiezexuqieduandianyuan。ruotihuanhoukejiejuewenti，danzaiyixiangduijiaoduanshijianhouyoufashengguzhang
，nameyonghuyingjianzhanengchanshengdianyadeganxingfuzai，yexuxuyaocongwaibuyizhiqidianliujianfeng。ruguobaoxiansizaigenghuanhouyibeishaoduan，zeyoukenengshimokuaideshuchudianliuchaoxian
，huoshuchushebeibeiduanlu。

 

PLC的故障診斷是一個十分重要的問題

，是保證PLC控製係統正常、可靠運行的關鍵。本文對常用的故障診斷方法進行了探討。在實際工作過程中
，應充分考慮到對PLC的各種不利因素
，定期進行檢查和日常維護
，以保證PLC控製係統安全、可靠地運行。

 

編者按：雖sui說shuo集ji成cheng電dian路lu代dai換huan有you方fang，但dan拆chai卸xie畢bi竟jing較jiao麻ma煩fan。因yin此ci，在zai拆chai之zhi前qian應ying確que切qie判pan斷duan集ji成cheng電dian路lu是shi否fou確que實shi已yi損sun壞huai及ji損sun壞huai的de程cheng度du，避bi免mian盲mang目mu拆chai卸xie。本ben文wen介jie紹shao了le僅jin用yong萬用表作為檢測工具的不在路和在路檢測集成電路的方法和注意事項。文中所述在路檢測的四種方法（直流電阻
、電壓、交流電壓和總電流的測量）是業餘維修中實用且常用的檢測法。這裏，也希望大家提供其他實用的（集成電路和元器件）判別檢測經驗。

 

 

這種方法是在ＩＣ未焊入電路時進行的
，一般情況下可用萬用表測量各引腳對應於接地引腳之間的正、反向電阻值，並和完好的ＩＣ進行比較。

 

 

這是一種通過萬用表檢測ＩＣ各引腳在路（ＩＣ在電路中）直流電阻、對地交直流電壓以及總工作電流的檢測方法。這種方法克服了代換試驗法需要有可代換ＩＣ的局限性和拆卸ＩＣ的麻煩，是檢測ＩＣ最常用和實用的方法。

 

       １．在路直流電阻檢測法

 

這是一種用萬用表歐姆擋
，直接在線路板上測量ＩＣ各引腳和外圍元件的正反向直流電阻值，並與正常數據相比較，來發現和確定故障的方法。測量時要注意以下三點：

 

    (1)測量前要先斷開電源，以免測試時損壞電表和元件。

 

    (2)萬用表電阻擋的內部電壓不得大於６Ｖ，量程最好用Ｒ×１００或Ｒ×１ｋ擋。

 

    (3)測量ＩＣ引腳參數時

，要注意測量條件
，如被測機型、與ＩＣ相關的電位器的滑動臂位置等，還要考慮外圍電路元件的好壞。

 

       ２．直流工作電壓測量法

 

這是一種在通電情況下，用萬用表直流電壓擋對直流供電電壓、外圍元件的工作電壓進行測量；檢測ＩＣ各引腳對地直流電壓值，並與正常值相比較

，進而壓縮故障範圍
，找出損壞的元件。測量時要注意以下八點：

 

  (1)萬用表要有足夠大的內阻，至少要大於被測電路電阻的１０倍以上，以免造成較大的測量誤差。

 

  (2)通常把各電位器旋到中間位置，如果是電視機，信號源要采用標準彩條信號發生器。

 

  (3)表筆或探頭要采取防滑措施。因任何瞬間短路都容易損壞ＩＣ。可采取如下方法防止表筆滑動：取一段自行車用氣門芯套在表筆尖上，並長出表筆尖約０．５ｍｍ左右，這既能使表筆尖良好地與被測試點接觸，又能有效防止打滑，即使碰上鄰近點也不會短路。

 

  (4)當測得某一引腳電壓與正常值不符時

，應根據該引腳電壓對ＩＣ正常工作有無重要影響以及其他引腳電壓的相應變化進行分析

，才能判斷ＩＣ的好壞。

 

  (5)ＩＣ引腳電壓會受外圍元器件影響。當外圍元器件發生漏電、短路、開路或變值時，或外圍電路連接的是一個阻值可變的電位器，則電位器滑動臂所處的位置不同，都會使引腳電壓發生變化。

 

  (6)若ＩＣ各引腳電壓正常，則一般認為ＩＣ正常；若ＩＣ部分引腳電壓異常，則應從偏離正常值最大處入手
，檢查外圍元件有無故障，若無故障，則ＩＣ很可能損壞。

 

  (7)對於動態接收裝置
，如電視機，在有無信號時，ＩＣ各引腳電壓是不同的。如發現引腳電壓不該變化的反而變化大，該隨信號大小和可調元件不同位置而變化的反而不變化
，就可確定ＩＣ損壞。

 

  (8)對於多種工作方式的裝置，如錄像機，在不同工作方式下，ＩＣ各引腳電壓也是不同的。

 

 

為了掌握ＩＣ交流信號的變化情況，可以用帶有ｄＢ插孔的萬用表對ＩＣ的交流工作電壓進行近似測量。檢測時萬用表置於交流電壓擋



，正表筆插入ｄＢ插孔
；對於無ｄＢ插孔的萬用表，需要在正表筆串接一隻０．１～０．５μＦ隔直電容。該法適用於工作頻率比較低的ＩＣ，如電視機的視頻放大級、場掃描電路等。由於這些電路的固有頻率不同
，波形不同
，所以所測的數據是近似值，隻能供參考。

 

      ４．總電流測量法

 

該法是通過檢測ＩＣ電源進線的總電流，來判斷ＩＣ好壞的一種方法。由於ＩＣ內部絕大多數為直接耦合，ＩＣ損壞時（如某一個ＰＮ結擊穿或開路）會引起後級飽和與截止

，使總電流發生變化。所以通過測量總電流的方法可以判斷ＩＣ的好壞。也可用測量電源通路中電阻的電壓降，用歐姆定律計算出總電流值。

 

以上檢測方法
，各有利弊，在實際應用中最好將各種方法結合起來，靈活運用。