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可编程控制器(PLC)故障的常见原因及处理方法

日期: 2020-10-15
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可编程控制器(PLC)故障的常见原因及处理方法



  第一部分


  可编程控制器(PLC运行故障的常见原因及处理方法


  (一)外围电路元件故障


  这种故障往往发生在PLC工作一定时间后的故障中。在PLC控制电路中,如果元器件损坏,PLC控制系统会立即自动停止工作。


  输入电路是PLC接收开关、模拟等输入信号的端口,其元器件的质量、连接方式和可靠性也是影响控制系统可靠性的重要因素。


  至于开关输出,PLC的输出有继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出三种形式。具体选择哪种输出形式要根据负载要求来确定。选择不当会严重降低系统的可靠性,导致系统不能正常工作。


  另外,PLC输出端的负载能力有限。如果超过规定的最大限值,必须连接外部继电器或接触器才能正常工作。


  外部继电器、接触器、电磁阀等执行机构的质量是影响系统可靠性的重要因素。常见故障包括线圈短路、机械故障导致固定接触或接触不良。


  (二)端子接线接触不良


  这种故障是在PLC工作一定时间后,随着设备动作频率的增加而出现的。由于控制柜接线缺陷、使用中振动增大、机械寿命等原因,连接器或元器件端子容易松动,导致接触不良。


  这类故障的排除方法是使用万用表,借助控制系统原理图或PLC逻辑梯形图进行故障诊断和维修。


  对于一些重要的外围端子的连接,为了保证连接的可靠性,一般采用焊接冷压件或冷压销的方法。


  (3)可编程控制器(PLC)干扰导致的功能故障


  自动化系统中使用的各种类型的可编程控制器是专门为工业生产环境设计的控制设备。设计制造过程中采用多级抗干扰和元器件选择措施,适应恶劣工业环境能力强,运行稳定,可靠性高。因此,它可以直接用于工业环境,无需采取任何特殊措施。PLC的干扰分为外部干扰和内部干扰。


  在实际生产环境中,外界干扰是随机的,与系统结构无关,无法消除干扰源,只能根据具体情况进行限制。


  内部干扰与系统结构有关。主要由系统中的交流主电路和模拟输入信号引起,通过精心设计系统电路或对系统软件进行滤波,可以最大限度地抑制内部干扰。


PLC生产现场的抗干扰技术措施——通常从供电和接地保护、布线屏蔽和防噪声四个方面考虑。


  (1)电源和接地保护PLC本身的抗干扰能力一般都很强。一般来说,PLC的电源和系统的电力设备的电源是分开布线的,对来自电力线的干扰一般有足够强的抑制能力。


  但是电源的干扰非常严重,可以增加一个带屏蔽层的隔离变压器,减少设备与地面的干扰,提高系统的可靠性。如果系统包含扩展单元,其电源必须与基本单元共享一个开关控制,即它们的通电和断电必须同时执行。


  为了抑制附加在电源、输入端和输出端的干扰,PLC应连接专用接地线。接地线的直径应足够粗,接地电阻应小于4,接地点应尽可能靠近PLC,接地点应与其他设备分开。对于供电系统中的高压设备,外壳、机柜、框架、底座、操作手柄等金属部件必须进行保护和接地。


PLC的内部电路包括CPU、内存等接口,连接到数字地。外部电路包括连接到模拟地的模数、数模转换器。PLC底板和中心接地点用粗铜线连接成星形,防止噪音干扰。PLC不接地工作时,PLC的安装支架应电容接地,以抑制电磁干扰。


  (2)布线布置


  电气柜中的布线布局


  只有屏蔽的模拟输入信号线才能与数字信号线安装在同一个插槽中,DC电压的数字信号线和模拟信号线不能与交流电压线安装在同一个插槽中。


  只有屏蔽的220V电源线才能和信号线安装在同一个插槽中。


  电气柜电缆插头的屏蔽必须可靠接地。


  电气柜外部接线布置


  DC和交流电压的数字信号线和模拟信号线必须使用独立电缆和屏蔽电缆。


  信号电缆和电源电缆可以一起安装在一个槽内,为了提高抗噪性,建议保证10cm以上的间隔。


  (3)屏蔽处理


  一般应保证PLC外壳的屏蔽随电控柜一起浮动。在PLC外壳的底板上安装一个等电位屏蔽板(一般用镀锌板)。保护接地采用铜线与底板保持少量连接,其截面积应不小于1 0mm,以形成等电位屏蔽体,有效消除外界电磁场的干扰。


  模拟信号的屏蔽总线可以绝缘,中心点可以连接到参考电位或接地(GND)。数字信号线的电缆两端接地,可以保证更好的消除高频干扰。


  (4)防噪声措施


  强磁场中的部件(如变压器)应采用金属屏蔽,电控柜内照明不应使用荧光灯。PLC控制系统的电源也应采取相应的抗干扰措施。


PLC控制系统电源抗干扰方法有三种:隔离变压器、低通滤波器和频谱均衡法。其中最常用的是隔离变压器,因为PLC I/O模块的电源通常是DC24V,必须由隔离变压器降压,再由整流桥整流,或者直接由开关电源供电。(4)可编程逻辑控制器定期崩溃


PLC周期性死机的特点是每次PLC运行都会死机或者程序混乱,或者出现不同的中断故障,重启后一切正常。根据实践经验,这种现象最常见的原因是由于PLC本体长期积灰造成的。


  所以PLC机架槽接口要定期吹扫。吹扫时,可用压缩空气或软刷吹扫控制板和各槽上的灰尘,然后用95%酒精擦拭干净槽和控制板插头。清洗后,仔细检查一遍,重启机器后即可正常运行。


PLC程序丢失通常是由于接地不良、接线错误、操作错误、干扰等原因造成的。


  1、PLC主机和模块必须有良好的接地。


  2.主机电源线的相线和零线必须正确连接。


  3.提前准备好备份包。


  4.使用手持编程器查找故障时,应将锁定开关置于垂直位置,拔出即可达到保护记忆的作用。


  5.PLC程序因干扰丢失。处理方法可以参考干扰导致PLC故障的处理。


  第二部分


  可编程控制器(PLC)故障查找流程图


  1号一般检查


  根据总体检查流程图找出故障点的大致方向,逐步细化找出具体故障,如下所示。


  2号停电检查


  当电源灯不亮时,需要检查电源系统。检验流程如下图所示。


  3号运行故障检查


  电源正常,运行指示灯不亮,表示系统正常运行因某种异常而终止。检查流程图如下图所示。


  4号输入/输出故障检查


  I/O是PLC与外部设备进行信息交流的通道。能否正常工作,不仅与I/O单元有关,还与接线、端子、安全管等部件有关。


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