三菱PLC和西門子PLC故障維修講解

　　可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。目前PLC在化工業自動化控制方面發揮著巨大作用，為各種各樣的自動化控制設備提供了廣泛、可靠的控制應用。

　　但是使用過程中它發生故障怎么辦？小七就先介紹PLC的結構原理以及廠商讓大家對它有一個認識，接著小七在故障處理以及使用注意事項等方面給大家提供一些建議。

　　PLC的結構

　　從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。

　　固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。

　　PLC電控柜內部布置和元器件

　　PLC分級網絡的示意圖

　　PLC在污水余熱處理回收系統的應用

　　PLC的原理視頻

　　PLC是采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。了解PLC的原理是你從事與它相關工作的基礎。

　　PLC的廠商

　　PLC的廠商可謂百花齊放，每家都有自己的特色。對于初次接觸的人來說，可謂無從下手，只能在以后的工作中慢慢發現從而不斷的學習。以下表格詳細的列出了市面上絕大多數的PLC的廠商及其主要產品。

　　拙見

　　1、在故障排查時了解PLC的廠家品牌是很重要的，根據品牌特性來查找和解決問題會更快速。

　　2、目前中國市場占有率最高的小型的PLC有日產PLC品牌：三菱、歐姆龍，歐美系列：西門子等。大型PLC四大品牌：西門子，施耐德，AB（羅克韋爾），GE。中型PLC：西門子，施耐德，歐姆龍，三菱?；旧蠈W會三菱PLC，一般國產PLC都可以搞的定。

　　PLC怎么維修？

　　1CPU異常

　　CPU異常報警時，應檢查CPU單元連接于內部總線上的所有器件。具體方法是依次更換可能產生故障的單元，找出故障單元，并作相應處理。

　　2存儲器異常

　　存儲器異常報警時，如果是程序存儲器的問題，通過重新編程后還會再現故障。這種情況可能是噪聲的干擾引起程序的變化，否則應更換存儲器。

　　3輸入/輸出單元異常、擴展單元異常

　　發生這類報警時，應首先檢查輸入/輸出單元和擴展單元連接器的插入狀態、電纜連接狀態，確定故障發生的某單元之后，再更換單元。

　　4不執行程序

　　一般情況下可依照輸入---程序執行---輸出的步驟進行檢查

　　(1)輸入檢查是利用輸入LED指示燈識別，或用寫入器構成的輸入監視器檢查。當輸入LED不亮時，可初步確定是外部輸入系統故障，再配合萬用表檢查。如果輸出電壓不正常，就可確定是輸入單元故障。當LED亮而內部監視器無顯示時，則可認為是輸入單元、CPU單元或擴展單元的故障。

　　(2) 程序執行檢查是通過寫入器上的監視器檢查。當梯形圖的接點狀態與結果不一致時，則是程序錯誤(例如內部繼電器雙重使用等),或是運算部分出現故障。

　　(3)輸出檢查可用輸出LED指示燈識別。當運算結果正確而輸出LED指示錯誤時，則可認為是CPU單元、1/0接口單元的故障。當輸出LED是亮的而無輸出，則可判斷是輸出單元故障，或是外部負載系統出現了故障。

　　另外，由于PLC機型不同，1/0與LED連接方式的不一樣(有的接于1/0單元接口上，有的接于1/0單元上)。所以，根據LED判斷的故障范圍也有差別。

　　5部分程序不執行

　　檢查方法與前項相同

　　但是，如果計數器、步進控制器等的輸入時間過短，則會出現無響應故障，這時應該校驗輸入時間是否足夠大，校驗可按輸入時間<輸入單元的最大響應時間+運算掃描時間乘以2的關系進行。

　　6電源的短時掉電，程序內容也會消失

　　(1) 這時除了檢查電池，還要進行下述檢查

　　(2)通過反復通斷PLC本身電源來檢查。為使微處理器正確啟動，PLC中設有初使復位點電路和電源斷開時的保存程序電路。這種電路發生故障時，就不能保存程序。所以可用電源的通、斷進行檢查。

　　(3) 如果在更換電池后仍然出現電池異常報警，就可判定是存儲器或是外部回路的漏電流異常增大所致。

　　(4)電源的通斷總是與機器系統同步發生，這時可檢查機器系統產生的噪聲影響。因為電源的斷開是常與機器系統運行同時發生的故障，絕大部分是電機或繞組所產生的強噪聲所致。

　　7PROM不能運轉

　　先檢查PROM插入是否良好，然后確定是否需要更換芯片

　　8電源重新投入或復位后，動作停止

　　這種故障可認為是噪聲干擾或PLC內部接觸不良所致。噪聲原因一般都是電路板中小電容容量減小或元件性能不良所致，對接觸不良原因可通過輕輕敲PLC機體進行檢查。還要檢查電纜和連接器的插入狀態。

　　9變頻器對PLC模擬量的干擾

　　在自動化控制系統中，變頻器的使用越來越廣泛，變頻器對PLC模擬量干擾問題也凸顯出來。下面舉一個變頻器對PLC模擬量干擾的例子以及用信號隔離模塊克服此類干擾的解決辦法。

　　現象說明：西門子PLC中AO點發出一路4-20mA電流控制信號，輸出至西門子變頻器，無法控制變頻器啟動。

　　故障查找：

　　1、疑似模擬量輸出板卡問題，用萬用表測量4-20mA輸出信號，信號是正常的。

　　2、開始懷疑是變頻器控制信號輸入端有了問題，換了一臺同型號變頻器，問題仍然如此。

　　3、用一臺手持式信號發射器做4-20mA輸出信號源，輸出標準電流信號至變頻器，這下變頻器啟動了，因而我們排除了模擬量輸出板卡和變頻器的故障。

　　4、由此推測是變頻器的干擾信號傳導至模擬量通道所致。

　　5、為了驗證，在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺信號隔離模塊TA3012，TA3012的輸入端子5、6接模擬量輸出模塊，輸出端子1、2端子接變頻器，3、4端子接外部24VDC供電電源，變頻器正常啟動了。

　　6、據此斷定，問題的根源在于變頻器干擾模擬量通道所致。

　　10三菱PLC的故障排查

　　三菱PLC如何進行根據LED指示燈（POWER指示燈、EPROR指示燈、輸入指示燈、輸出指示燈）的工作情況對PLC故障原因進行排查。

　　01

　　POWER指示燈

　　POWER指示燈即電源指示燈，首先給三菱plc基本單元供電，正常的情況下POWER指示燈會亮，不需調整。 如果不亮：

　?。?）就要檢查電源接線是否有問題。另一種情況是在該電源上存在驅動傳感器時，要行檢查有無負載短路或過電流的現象，根據實際情況進行調整。

　?。?）檢查PLC內是否存在其他導電性干擾物或其它異常情況，從而導致燒壞基本單元內的保險絲，如果是，就要排除干擾物和異常情況，再換上相應好的保險絲即可。

　　02

　　EPROR指示燈

　　EPROR指示燈又稱出錯指示燈，正常情況下是不亮的。EPROR指示燈故障指示有：

　?。?）EPROR指示燈閃爍 造成EPROR指示燈閃爍的原因有：

　?、俪绦蛘Z法錯誤（如忘記設置定時器或計數器的常數等）。

　?、谟挟惓Ｔ胍?、導電性異物混入等原因而引起程序內存的內容變化時。 如果三菱plc的運行狀態為“STOP”，而且所有的輸出變為OFF時，首先要檢查程序是否有錯，再檢查有無導電性異物混入和高強度噪音源。

　?。?）EPROR指示燈亮 EPROR指示燈亮的原因有：

　?、俚谝环N情況是三菱plc的CPU受到混入的導電性異物質或受外部異常噪音的干擾，以致CPU失控或運算周期超過200ms，導致WDT出錯，EPROR指示燈亮。

　?、跈z查plc的接地是否符合要求。檢查過程如果出現［EPROR］LED燈亮→閃爍的變化，請進行程序檢查。

　?、廴绻鸈PROR指示燈是常亮狀態，檢查程序運算周期是否過長（監視D8012可知最大掃描時間）。

　?、躳lc內部發生故障，請與技術服務商聯系。 如果plc運行狀態處于“STOP”，而且所有輸出變為OFF時，可以進行斷電復位，若plc恢復正常，請檢查一下有無異常噪音發生源和導電性異物混入的情況。

　　03

　　輸入指示燈

　　輸入指示燈常見指示故障：

　?。?）輸入信號開關是OFF狀態，但是電路卻是導通的的原因：

　?、佥斎腴_關的額定電流容量過大或由于油侵入等原因，容易產生接觸不良。

　?、诋斴斎腴_關與LED燈亮用電阻并聯時，即使輸入開關OFF但并聯電路仍導通，仍可對三菱FX系列PLC進行輸入。 以上原因不光OFF的輸入有影響，對ON的輸入同樣也影響。

　?。?）輸入信號開關是ON狀態，但是電路卻無法導通的的原因：

　?、俟鈧鞲衅鞯容斎朐O備的發光／受光部位受外界干擾（如雜質、灰塵或者損傷等），導致靈敏度大幅降低，從而造成不能形成回路的運行狀態。

　?、谳斎攵俗由洗嬖诓煌耐饧与妷簱p壞輸入回路。如：會造成三菱FX2N系列plc運算周期短的時間內，不能接收到ON和OFF的輸入。

　　04

　　輸出指示燈

　　輸出指示燈指示故障：負載不能進行ON或OFF。 造成的原因：

　?、龠^載、負載短路或容量性負載的沖擊電流等，引起繼電器輸出接點粘合。

　?、诮狱c接觸面不好導致接觸不良。

　　注意事項

　　1工作環境

　　溫度PLC要求環境溫度在0-55℃，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大，基本單元和擴展單元之間要有3Omm以上間隔；開關柜上、下部應有通風的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環境超過55℃，要安裝電風刷強迫通風。

　　濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。

　　震動應使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10-55Hz的繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時,必采取誠震措施,如采用減震膠等。

　　空氣避兔有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、化氫等，對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，可將PLC安裝封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。

　　電源PLC供電電源為50Hz、220（1+10V）的交流電，對于電源線的干擾。PLC本身具有足夠的抵制能力，對于可靠性要求較高的場合或電源干擾特別嚴重的環境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器，以減少設備與地之的干擾，還可以在電源輸入端串聯LC濾波電路。FX系列PLC有直流24V輸出線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關或接近開關）提供直流24V電源。當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。

　　2安裝與布線

　　動力線、控制線及PLC的電源線和I/O線應分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應采用雙膠線連接。

　　PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。

　　PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。

　　PLC基本單元與擴展單元以及給你模塊的連接線纜應單獨敷設，以防止外界信號的干擾。

　　交流輸入線和直流輸出線不要在同一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

　　交流輸出線和直流輸出線不要用一根電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。

　　3I/O端的接線

　　輸入接線一般不要超過30米。但如果環境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當長些。輸入輸出線不能用同一根電纜，輸入輸出線要分開。盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。

　　輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓，但在同一組中的輸出只能用同一類型，同一電壓等級的電源。

　　由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒印制電路板。因此，應用熔絲保護輸出元件

　　4PLC和變頻器共用

　　在PLC和變頻器同時使用的自控系統中，應該著重注意一下事項：

　　1.PLC供電電源與動力系統電源(變頻器電源)分別配置，且PLC的供電應該選擇隔離變壓器；

　　2.動力線盡量與信號線分開，信號線要做屏蔽；

　　3.無論是模擬信號輸入還是模擬信號輸出，模擬量通道一律使用信號隔離模塊；

　　4.PLC程序里做軟件濾波設計；

　　5.信號地與動力地分開設計。

　　做好以上五點，變頻器對PLC模擬量干擾的問題，即可迎刃而解。

　　關于PLC的分享

　　西門子PLC怎樣縮短程序掃描周期？

　　1、沒必要共享信號時，放置在同一網絡里的多條指令，會產生額外的進出棧操作(具體可以轉成STL來分析)，而且如果不是邏輯要求，應避免橫向串聯，這樣至少可以減少一個“與”指令。好處僅僅是放在一個網絡里，感覺緊湊一點。

　　2、合理使用立即IO指令(盡量減少使用)節約PLC處理立即指令的轉換時間。

　　3、計算中盡量使用計算結果存儲器，而不用過渡存儲器。

　　4、可以用“字”的時候盡量避免用“雙字”，可以用整數時，盡量避免用實數。

　　5、盡量避免數據類型轉換，不得不用時，盡量用AC存放中間變量，減少轉換次數?；蛘呔幊虝r先預留出存儲空間，比如：用VW2存整數時，VW0空出不用，就可以直接以VD0的形式來進行訪問VW2中的數據。

　　6、減少非必要網絡掃描，把可以設條件執行的網絡(特別是AIW、AQW)，歸類到子程序中作條件調用(例如定時中斷)。

　　7、在保證工藝要求前提下，適當減小發生中斷的頻率。

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