第10章PLC控制系统的故障诊断与维护.doc

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1、第10章PLC控制系统的故障诊断与维护学习目标了解PLC控制系统的故障特点；掌握PLC控制系统故障诊断的方法及使用维护知识。PLC控制系统在运行过程中由于各种原因不可避免地要出现各种各样的故障。了解这些故障的特点，迅速及时处理故障，是保证系统正常运行的前提条件，是提高系统运行性能的关键。10．1PLC控制系统故障分析10．1．1PLC控制系统故障特性PLC控制系统是以PLC为核心组成的系统，系统中除PLC以外，还有与PLC直接连接在一起的输入输出设备以及输出设备控制的各类负载对象。这一系统与其他自动控制系统一样，其故障率曲线也具有类似“浴盆曲线”的规

2、律，分为早期故障期、偶发故障期、损耗故障期三个阶段，如图10-1所示。在第一阶段故障率从一个很高的指标迅速下降，可理解为系统设计、安装、调试后，存在一些设计缺陷、部分器件质量偏低等问题，使系统投入使用的最初期，这些缺陷就很快显露出来，随着时间的增长，由于不断的改进完善，使这些缺陷越来越少，也就形成了故障率迅速下降的现象；在偶发故障期，故障发生是随机的，其故障率最低，而且稳定，这是系统的正常工作期或最佳状态期。在此间发生的故障多因为设计、使用不当及维修不力产生的，可以通过提高设计质量、改进管理和维护保养使故障率降到最低；在损耗故障期由于系统中的器件经过

3、长时间的工作、老化，慢慢接近寿命终点，随着时间的增加，到达寿命终点的器件越来越多，故障率也就随之上升。图10-1PLC控制系统的故障率曲线时间故障率偶发故障期损耗故障期早期故障期针对PLC控制系统的这一故障特性，在实际使用中，为延长其寿命并减小其平均无故障时间，一方面在系统设计时要要进行反复论证，集思广益，采取必要的措施，使系统尽其完善；一方面在损耗故障期开始之前，及时更换将要进入寿命终期的元器件。10．1．2PLC控制系统故障分析系统故障PLC故障输入输出设备故障中央处理单元故障接口故障CPU故障存储器故障系统总线故障电源故障输入接口电路故障输出接

4、口电路故障通信借口电路故障按钮、接近开关、行程开关及传感器接触器、电磁阀等图10-2PLC控制系统故障分布情况依据PLC控制系统的组成情况，其故障主要从两个方面入手分析，一是PLC本身的故障，二是PLC以外输入输出设备的故障。其分布情况如图10-2所示。1．PLC故障在PLC控制系统中，PLC的故障率仅占系统总故障率的10%，其可靠性远高于输入输出设备。在PLC的10％故障中，其接口故障占90％，电源故障占8％，中央处理单元故障仅占2%，也就是说发生在PLC内部的CPU、存储器、系统总线中的故障机率很小。2．输入输出设备故障PLC控制系统输入输出设备

5、的故障率在系统总故障率中占90%，是系统主要的故障来源。对输入设备，故障主要反映在主令开关、行程开关、接近开关和各种类型的传感器中；对输出设备，故障主要集中在接触器、电磁阀等控制执行器件上。10．2PLC控制系统故障诊断10．2．1PLC故障诊断PLC故障诊断主要通过PLC面板上各种状态指示灯进行。1．CPU状态指示灯1）通电后STOP或RUN灯应亮，若不亮说明电源出现问题。需要检查电源本身是否有电，若有电再检查电源接线，若电源接线也无问题，那就可以断定PLC的内部电源出了问题，可拆卸后对电源进行修理。2）通电后SF灯亮，即使切换STOP/RUN开关

6、也不能恢复正常，说明系统出现故障。系统故障主要有电磁干扰、永久存储器失效及看门狗超时等等。对系统故障可通过STEP7-microWIN编程软件读取错误代码来进一步清除来自PLC内部的致命错误；对电磁干扰引起的系统故障，须通过检查线路的敷设情况，分离高低压信号线路来解决。2．输入输出指示灯输入输出指示灯可直接反映输入输出接口电路的工作情况。通常情况下输入信号出现时，输入指示灯亮；输出信号输出时，输出指示灯点亮。如输入信号到来时，输入信号灯不亮，说明输入接口电路出现故障，该点可能因为输入电流过高而损坏，主要是接入了错误的信号导致；对输出信号灯不亮，则需通

7、过STEP7-microWIN编程软件的监控来进一步落实，若监控软件中应该输出的点已接通，而输出接线端子对应的输出指示不亮灯，则说明该输出点已损坏。若已明确PLC的输入输出点损坏，可拆卸修理。10．2．2输入输出设备故障诊断输入输出设备的故障诊断通常也是通过PLC的输入输出状态指示灯进行。在PLC工作正常的情况下，输入输出指示灯工作正常，而实际工作设备工作不正常，则其故障一定发生在PLC接线端子以后，且与PLC接线端子相对应。1．输入设备故障诊断当PLC的输入状态指示灯正常，而系统不能正常工作时，应以信号传递顺序依次检查故障源。首先检查线路连接是否正

8、常，即端子接线是否松动、线路有无断线等情况，若正常则进一步检查输入器件本身是否能够正常工作，若确认器件已坏则