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實例講解PLC故障排查及分析,這幾招值得一學(xué)!

時間:2018-12-25 13:43:59來源: 工業(yè)機器人

導(dǎo)語:?PLC故障分為軟件故障和硬件故障,本文結(jié)合PLC系統(tǒng)現(xiàn)場故障處理實例,分享PLC故障維修經(jīng)驗,本文是PLC高手速成秘籍!?。?/div>

PLC故障分為軟件故障和硬件故障,本文結(jié)合PLC系統(tǒng)現(xiàn)場故障處理實例,分享PLC故障維修經(jīng)驗,本文是PLC高手速成秘籍!??!

PLC硬件損壞或軟件運行出錯的概率極低,檢查故障時,重點應(yīng)放在PLC的外圍電氣元件,PLC的故障大多數(shù)是外圍接口信號故障,維修時,只要PLC有部分控制的動作正常,就不用懷疑PLC的程序問題。確認運算程序有輸出,而PLC的接口沒有輸出,則為接口電路故障。PLC系統(tǒng)的硬件故障多于軟件故障,大多是外部信號不滿足或執(zhí)行元件故障引起,而不是PLC系統(tǒng)的問題。

PLC

可根據(jù)PLC輸入、輸出狀態(tài)來判斷故障。PLC的輸入輸出信號都要通過I/O通道,有些故障會在I/O接口通道上反映出來,有時通過觀察I/O接口狀態(tài),就可找出故障原因。

PLC都具有自診斷功能,檢查故障時可根據(jù)報警信息,查明原因并確定故障部位,也是檢查和排除PLC故障的基本手段和方法。先判斷故障是全局還是局部的,上位機顯示多處控制元件工作不正常,提示很多報警信息,就需要檢查CPU模塊、存儲器模塊、通信模塊及電源等公共部分。

經(jīng)驗表明PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)的絕大部分故障,都是通過PLC程序檢查出來的。PLC控制系統(tǒng)的動作都是按照一定順序來完成的,觀察系統(tǒng)的動作過程,比較故障和正常時的情況,大多可發(fā)現(xiàn)疑點,判斷出現(xiàn)故障原因。

有些故障可在屏幕上直接顯示出報警原因,有些雖然有報警信息,但并沒有直接反映出報警的原因;還有些故障不產(chǎn)生報警信息,只是有些動作不執(zhí)行;遇到以上兩種情況,跟蹤PLC程序的運行是檢查故障的有效方法。

西門子PLC系列產(chǎn)品

PLC系統(tǒng)故障分析

PLC主要由中央處理單元、輸入接口、輸出接口、通信接口等部分組成,其中CPU是PLC的核心,I/0部件是連接現(xiàn)場設(shè)備與CPU之間的接口電路,通信接口用于與編程器和上位機連接。對于整體式PLC,所有部件都裝在同一機殼內(nèi);對于模塊式PLC,各功能部件獨立封裝,稱為模塊或模板,各模塊通過總線連接,安裝在機架或?qū)к壣稀?/p>

PLC控制系統(tǒng)故障分為軟件故障和硬件故障兩部分。PLC系統(tǒng)包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?,F(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備包括I/0端口和現(xiàn)場控制檢測設(shè)備,如繼電器、接觸器、閥門、電動機等。

1、PLC軟件故障

PLC具有自診斷能力,發(fā)生模塊功能錯誤時往往能報警并按預(yù)先程序作出反應(yīng),通過故障指示燈就可判斷。當(dāng)電源正常,各指示燈也指示正常,特別是輸入信號正常,但系統(tǒng)功能不正常(輸出無或亂)時,本著先易后難、先軟后硬的檢修原則首先檢查用戶程序是否出現(xiàn)問題。

用戶程序儲存在PLC的RAM中,是掉電易失性的,當(dāng)后備電池故障系統(tǒng)電源發(fā)生閃失時,程序丟失或紊亂的可能性就很大,強烈的電磁干擾也會引起程序出錯。

2、PLC硬件故障

①、PLC主機系統(tǒng)故障

A、電源系統(tǒng)故障。電源在連續(xù)工作、散熱中,電壓和電流的波動沖擊是不可避免的。

B、通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。通訊及網(wǎng)絡(luò)受外部干擾的可能性大,外部環(huán)境是造成通訊外部設(shè)備故障的最大因素之一。系統(tǒng)總線的損壞主要由于PLC多為插件結(jié)構(gòu),長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞,在空氣溫度變化、濕度變化的影響下,總線的塑料老化、印刷線路的老化、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。

②、PLC的I/O端口故障。

I/O模塊的故障主要是外部各種干擾的影響,首先要按照其使用的要求進行使用,不可隨意減少其外部保護設(shè)備,其次分析主要的干擾因素,對主要干擾源要進行隔離或處理。

③、現(xiàn)場控制設(shè)備故障

A、繼電器、接觸器。減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器,改善元器件使用環(huán)境,減少更換的頻率?,F(xiàn)場環(huán)境如果惡劣,接觸器觸點易打火或氧化,然后發(fā)熱變形直至不能使用。

B、閥門或閘板等類設(shè)備。長期使用缺乏維護,機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因,因這類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位,相對的位移一般較大,或者要經(jīng)過電氣轉(zhuǎn)換等幾個步驟才能完成閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換,或者利用電動執(zhí)行機構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換,機械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會產(chǎn)生誤差或故障。

C、開關(guān)、極限位置、安全保護和現(xiàn)場操作上的一些元件或設(shè)備故障,其原因可能是因為長期磨損,或長期不用而銹蝕老化。對于這類設(shè)備故障的處理主要體現(xiàn)在定期維護,使設(shè)備時刻處于完好狀態(tài)。對于限位開關(guān)尤其是重型設(shè)備上的限位開關(guān)除了定期檢修外,還要在設(shè)計的過程中加入多重的保護措施。

D、PLC系統(tǒng)中的子設(shè)備,如接線盒、線端子、螺栓螺母等處故障。這類故障產(chǎn)生的原因主要是設(shè)備本身的制作工藝、安裝工藝及長期的打火、銹蝕等造成。根據(jù)工程經(jīng)驗,這類故障一般是很難發(fā)現(xiàn)和維修的。所以在設(shè)備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進行,不留設(shè)備隱患。

E、傳感器和儀表故障。這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號的不正常。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地,并盡量與動力電纜分開敷設(shè),特別是高干擾的變頻器輸出電纜,而且要在PLC內(nèi)部進行軟件濾波。

F、電源、地線和信號線的噪聲(干擾)故障。

PLC系統(tǒng)故障實例分析

1、PLC軟故障實例

一臺停機一段時間的PLC控制系統(tǒng)上電后無法啟動

故障檢查、處理:檢修人員在檢查后認為程序出錯,很自然地將EPROM卡插人PLC中,總清后拷貝程序,完成后重啟,故障依舊,由于程序不大,逐條把EPROM上的程序讀出,與手冊上的指令核對后發(fā)現(xiàn)完全一樣,重復(fù)拷貝無效后認為是PLC硬件故障。

用PG將備份程序調(diào)出,與EPROM上的程序進行比對,結(jié)果語句指令表相同,但程序存放地址發(fā)生了變化,把備份程序發(fā)送到PLC后設(shè)備運行正常??梢奅PROM上的程序也出現(xiàn)了錯誤,擦除后重新寫入問題解決。

2、PLC硬件故障實例

①、某石化裝置西門子PLC(S7-300,CPU315-2DP)在使用時,突然停止運行。

故障檢查、分析:檢查報警燈、程序、供電電源,在檢查報警時,發(fā)現(xiàn)CPU上BAT燈亮起。檢査程序時,發(fā)現(xiàn)沒有對電池失效進行故障處理。故障處理:更換CPU電池,對電池失效故障在程序中進行相應(yīng)處理。

②、某日晚,壓縮機PLC與主控PLC通訊突然中斷,主控DCS上顯示壓縮機PLC與主控PLC通訊中斷報警,壓縮機控制室里的電機信號在主控合成DCS上均顯示紅色(停止狀態(tài)),壓縮機控制室里的一些流量、壓力、溫度等信號,在主控合成DCS上均顯示高低報警。由于通訊中斷使壓縮機控制室里一些重要聯(lián)鎖不能送到主控,從而使全廠停車

故障檢查、分析:從理論上講,引起壓縮機PLC和主控PLC通訊中斷的原因主要是兩個:一個是軟件不同步;另一個是由于硬件如CP525卡、CPU卡故障。

首先從軟件方面進行處理。在主控PLC進行了同步操作,強制通訊數(shù)據(jù)字DW13的第14位,結(jié)果通訊仍然沒有建立起來,看來不是主控PLC不同步引起的。接著在壓縮機PLC對其進行了同步操作,強制通訊數(shù)據(jù)字MW10的第14位,結(jié)果通訊建立。從而確認這次壓縮機的PLC與主控PLC通訊中斷的原因是由于壓縮機程序不同步引起的,造成程序不同步的原因是外界的電磁干擾。

故障處理:為了避免此類故障的再次發(fā)生,應(yīng)加強控制室的屏蔽,禁止在控制室使用移動電話等通訊工具。

③、西門子PLC(S7-300)的SF燈報警

故障檢查、分析:SF燈報警說明輸入點有故障。故障處理:檢查各個輸入點工作狀態(tài),在檢查時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場一臺溫度變送器沒有輸入信號,經(jīng)處理后故障消失。

④、PLC某個輸入點外部沒有被接通(即使拆開該輸人端子上的連接線效果也相同),但該輸入點實際已經(jīng)被接通而且相應(yīng)輸入指示燈常亮故障分析:判斷該端子的相鄰端子已經(jīng)被接通,而PLC的輸入端子之間存在鐵屑,導(dǎo)致了該輸入點被接通,或該輸入點已經(jīng)被損壞。

故障處理:拆開PLC的所有輸入端子的連線,發(fā)現(xiàn)輸入端子排上存在很多鐵屑,將端子上的鐵屑吹干凈,然后恢復(fù)接線,故障被排除。

⑤、控制系統(tǒng)PLC數(shù)字輸入卡SF燈變紅色

故障檢查、分析:將卡件電源重新送電后,故障現(xiàn)象依然存在;重新啟動PLC主機后,故障指示燈仍舊是紅色。于是對卡件所接收的現(xiàn)場信號一一進行檢查后發(fā)現(xiàn)一回訊開關(guān)有異常。用萬用表測量后發(fā)現(xiàn),回路電阻無窮大,這說明回訊開關(guān)壞而被數(shù)字輸入卡檢測到。故障處理:更換備件后故障指示燈滅。

⑥、造粒機PLC控制系統(tǒng)模擬輸入卡接收的現(xiàn)場信號在DCS上指示無窮大

故障檢查、分析:分析可能是現(xiàn)場壓力變送器和接線箱之間相互連接的通訊電纜出現(xiàn)故障,于是更換通訊電纜,但現(xiàn)象依然如故。仔細檢查分析整個回路后發(fā)現(xiàn),在回路中容易出現(xiàn)的地方有三個,壓力變送器本身、通訊電纜、卡件,壓力變送器、通訊電纜都已排除。將卡件拆開來看后發(fā)現(xiàn)里面的一個小的集成塊已經(jīng)被燒毀。故障處理:更換卡件。

⑦、兩個PLC互為熱備的控制器中只有一個能夠運行,另一個始終處于停止

故障檢查、分析:將整個控制柜斷電、送電后同時啟動兩個PLC主機還是只有一個PLC主機運行。查詢相關(guān)資料后發(fā)現(xiàn)OB70,OB72兩個系統(tǒng)功能塊負責(zé)冗余故障,如果沒有插入這兩個功能塊則系統(tǒng)冗余丟失,即只有一個CPU能夠運行。故障處理:插入這兩個系統(tǒng)功能塊后,控制系統(tǒng)恢復(fù)正常。

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