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PLC高手速成秘籍來了!為你實例講解PLC故障排查

閱讀次數:924    發布時間: 2020-06-05 11:16:22

摘要

PLC故障(zhang)(zhang)分為(wei)軟件故障(zhang)(zhang)和硬(ying)件故障(zhang)(zhang),本(ben)文結合PLC系(xi)統現場故障(zhang)(zhang)處理實例,分享(xiang)PLC故障(zhang)(zhang)維修經驗(yan),本(ben)文是(shi)PLC高手速成秘籍!!!

 

PLC硬件損(sun)壞或軟件運(yun)行出錯(cuo)的(de)(de)(de)(de)(de)概率極低,檢查故(gu)障(zhang)時(shi),重點應放在PLC的(de)(de)(de)(de)(de)外圍(wei)電(dian)氣元件,PLC的(de)(de)(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)大多(duo)數是(shi)外圍(wei)接(jie)口(kou)(kou)信(xin)號故(gu)障(zhang),維修時(shi),只要PLC有部分控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)動作正(zheng)常,就不用懷疑(yi)PLC的(de)(de)(de)(de)(de)程序問(wen)題。確認運(yun)算程序有輸出,而PLC的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)沒有輸出,則為(wei)接(jie)口(kou)(kou)電(dian)路故(gu)障(zhang)。PLC系統的(de)(de)(de)(de)(de)硬件故(gu)障(zhang)多(duo)于軟件故(gu)障(zhang),大多(duo)是(shi)外部信(xin)號不滿足(zu)或執行元件故(gu)障(zhang)引起(qi),而不是(shi)PLC系統的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。  

可根(gen)據PLC輸(shu)(shu)入、輸(shu)(shu)出狀態來判斷故障。PLC的輸(shu)(shu)入輸(shu)(shu)出信號都要通過I/O通道,有(you)些故障會(hui)在I/O接(jie)(jie)口通道上(shang)反映出來,有(you)時通過觀(guan)察I/O接(jie)(jie)口狀態,就可找(zhao)出故障原因。

PLC都具有自診斷(duan)功能,檢查故(gu)障(zhang)時可根據(ju)報(bao)警信息(xi),查明原因并確定故(gu)障(zhang)部位(wei),也是檢查和(he)排除PLC故(gu)障(zhang)的基(ji)本(ben)手(shou)段和(he)方法。先判斷(duan)故(gu)障(zhang)是全(quan)局還(huan)是局部的,上位(wei)機顯示(shi)多處控(kong)制(zhi)元件工(gong)作不正常,提示(shi)很多報(bao)警信息(xi),就需要檢查CPU模(mo)塊、存儲器(qi)模(mo)塊、通信模(mo)塊及電源等(deng)公共部分。

經驗表明(ming)PLC控制系(xi)統出(chu)(chu)現的絕大(da)部分故(gu)障(zhang)(zhang),都(dou)是通過(guo)PLC程(cheng)序(xu)檢查出(chu)(chu)來(lai)的。PLC控制系(xi)統的動(dong)作(zuo)都(dou)是按照一定順序(xu)來(lai)完成的,觀(guan)察系(xi)統的動(dong)作(zuo)過(guo)程(cheng),比較(jiao)故(gu)障(zhang)(zhang)和正常(chang)時的情況,大(da)多可發現疑點,判斷出(chu)(chu)現故(gu)障(zhang)(zhang)原因。

有(you)(you)(you)(you)些故(gu)障(zhang)可在屏幕上直(zhi)接顯(xian)示出(chu)報警(jing)原因(yin),有(you)(you)(you)(you)些雖然有(you)(you)(you)(you)報警(jing)信息(xi),但并沒有(you)(you)(you)(you)直(zhi)接反映出(chu)報警(jing)的原因(yin);還有(you)(you)(you)(you)些故(gu)障(zhang)不產生報警(jing)信息(xi),只(zhi)是有(you)(you)(you)(you)些動作不執行;遇到以上兩(liang)種情況(kuang),跟蹤PLC程序的運行是檢查故(gu)障(zhang)的有(you)(you)(you)(you)效方法(fa)。

西門子PLC系列產品

PLC系統故障分析

PLC主要由(you)中央(yang)處理單元、輸入(ru)接(jie)口(kou)、輸出接(jie)口(kou)、通信接(jie)口(kou)等部(bu)分組(zu)成,其中CPU是PLC的核心,I/0部(bu)件(jian)是連(lian)接(jie)現場(chang)設備(bei)與CPU之間的接(jie)口(kou)電(dian)路,通信接(jie)口(kou)用于與編程(cheng)器和上(shang)位機(ji)連(lian)接(jie)。對于整體式PLC,所有部(bu)件(jian)都(dou)裝(zhuang)在同一機(ji)殼內;對于模塊(kuai)(kuai)(kuai)式PLC,各(ge)功能部(bu)件(jian)獨立封裝(zhuang),稱為模塊(kuai)(kuai)(kuai)或模板,各(ge)模塊(kuai)(kuai)(kuai)通過總(zong)線連(lian)接(jie),安(an)裝(zhuang)在機(ji)架或導軌上(shang)。  

PLC控制系統故(gu)障(zhang)分為(wei)軟件(jian)故(gu)障(zhang)和(he)硬件(jian)故(gu)障(zhang)兩部分。PLC系統包括中央處理器、主機(ji)箱、擴展(zhan)機(ji)箱、I/O模塊及(ji)相(xiang)關的網絡和(he)外部設備。現場生產(chan)控制設備包括I/0端口和(he)現場控制檢測設備,如繼電器、接觸器、閥(fa)門、電動機(ji)等。

1、PLC軟件故障

PLC具有自(zi)診(zhen)斷能(neng)(neng)力,發生(sheng)模(mo)塊功(gong)能(neng)(neng)錯誤(wu)時往往能(neng)(neng)報警并按預先(xian)程(cheng)(cheng)序作出反應(ying),通過故障指示(shi)燈(deng)就可(ke)判斷。當電源正(zheng)(zheng)常(chang),各指示(shi)燈(deng)也指示(shi)正(zheng)(zheng)常(chang),特(te)別(bie)是輸(shu)入信號正(zheng)(zheng)常(chang),但系統(tong)功(gong)能(neng)(neng)不正(zheng)(zheng)常(chang)(輸(shu)出無或(huo)亂(luan))時,本著(zhu)先(xian)易后難、先(xian)軟后硬的(de)檢修(xiu)原(yuan)則首先(xian)檢查(cha)用戶程(cheng)(cheng)序是否出現(xian)問題(ti)。

用戶程序儲存在PLC的(de)(de)RAM中,是掉電易失性的(de)(de),當后(hou)備電池故(gu)障(zhang)系統(tong)電源發生閃失時,程序丟失或紊(wen)亂的(de)(de)可(ke)能性就很(hen)大,強烈的(de)(de)電磁干擾也會引起程序出錯。

2、PLC硬件故障

①PLC主(zhu)機系(xi)統故(gu)障

A、電(dian)源系統故障。電(dian)源在連(lian)續工(gong)作、散熱中,電(dian)壓和電(dian)流的(de)波(bo)動沖擊是不(bu)可避免的(de)。

B、通(tong)訊(xun)網絡(luo)系統(tong)故(gu)障。通(tong)訊(xun)及網絡(luo)受外(wai)部干擾的(de)(de)(de)(de)可能性大,外(wai)部環境是造(zao)(zao)成通(tong)訊(xun)外(wai)部設備故(gu)障的(de)(de)(de)(de)最(zui)大因素(su)之一。系統(tong)總線的(de)(de)(de)(de)損(sun)壞(huai)主要由于PLC多為插件(jian)結構,長期(qi)使用插拔模塊會造(zao)(zao)成局部印刷(shua)板(ban)或底板(ban)、接(jie)插件(jian)接(jie)口等處的(de)(de)(de)(de)總線損(sun)壞(huai),在空氣溫(wen)度變(bian)化、濕(shi)度變(bian)化的(de)(de)(de)(de)影響下,總線的(de)(de)(de)(de)塑料老化、印刷(shua)線路的(de)(de)(de)(de)老化、接(jie)觸點的(de)(de)(de)(de)氧化等都是系統(tong)總線損(sun)耗的(de)(de)(de)(de)原因。

②PLC的I/O端口故障。

I/O模塊的(de)故障主要(yao)(yao)是外部各種干擾(rao)(rao)的(de)影響,首(shou)先要(yao)(yao)按照其(qi)使用(yong)的(de)要(yao)(yao)求進行(xing)(xing)使用(yong),不可隨意減少其(qi)外部保護設備,其(qi)次分(fen)析主要(yao)(yao)的(de)干擾(rao)(rao)因素,對主要(yao)(yao)干擾(rao)(rao)源要(yao)(yao)進行(xing)(xing)隔離或處理。

③現場控制設備故障

A、繼電器(qi)(qi)(qi)、接觸器(qi)(qi)(qi)。減少此(ci)類故障應盡量選用高性能繼電器(qi)(qi)(qi),改(gai)善元器(qi)(qi)(qi)件(jian)使(shi)用環境(jing),減少更換的(de)頻率。現場環境(jing)如果惡劣,接觸器(qi)(qi)(qi)觸點易打火或氧化,然后發(fa)熱變形直至不能使(shi)用。

B、閥門或(huo)(huo)(huo)閘(zha)板(ban)(ban)等(deng)類設備。長期使(shi)用(yong)缺乏維護,機械(xie)、電氣(qi)失靈是(shi)故障(zhang)產(chan)生的(de)主要原因,因這類設備的(de)關鍵執行(xing)部位(wei)(wei)(wei),相對(dui)的(de)位(wei)(wei)(wei)移(yi)一般較(jiao)大,或(huo)(huo)(huo)者(zhe)要經過電氣(qi)轉換等(deng)幾個步驟(zou)才能完成閥門或(huo)(huo)(huo)閘(zha)板(ban)(ban)的(de)位(wei)(wei)(wei)置轉換,或(huo)(huo)(huo)者(zhe)利(li)用(yong)電動執行(xing)機構推拉閥門或(huo)(huo)(huo)閘(zha)板(ban)(ban)的(de)位(wei)(wei)(wei)置轉換,機械(xie)、電氣(qi)、液壓等(deng)各環節稍有不(bu)到位(wei)(wei)(wei)就會產(chan)生誤(wu)差或(huo)(huo)(huo)故障(zhang)。

C、開關、極限位置、安全保護和現場操作(zuo)上的(de)一些元件或設(she)(she)備故(gu)障,其(qi)原因可能是因為長(chang)期(qi)磨損,或長(chang)期(qi)不用而銹蝕老化。對(dui)于這類設(she)(she)備故(gu)障的(de)處(chu)理主(zhu)要體現在定期(qi)維護,使(shi)設(she)(she)備時(shi)刻處(chu)于完(wan)好狀態。對(dui)于限位開關尤(you)其(qi)是重(zhong)(zhong)型設(she)(she)備上的(de)限位開關除了定期(qi)檢修外,還要在設(she)(she)計的(de)過(guo)程中(zhong)加入多(duo)重(zhong)(zhong)的(de)保護措(cuo)施。

D、PLC系統(tong)中的(de)(de)(de)子設備(bei),如接(jie)線盒、線端子、螺(luo)栓螺(luo)母等處故(gu)障(zhang)。這類故(gu)障(zhang)產生的(de)(de)(de)原因主要(yao)(yao)是設備(bei)本身的(de)(de)(de)制作工藝(yi)、安裝工藝(yi)及長期(qi)的(de)(de)(de)打火(huo)、銹(xiu)蝕(shi)等造成。根據工程(cheng)經驗(yan),這類故(gu)障(zhang)一般是很難發現和維修的(de)(de)(de)。所以(yi)在設備(bei)的(de)(de)(de)安裝和維修中一定要(yao)(yao)按照(zhao)安裝要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)安裝工藝(yi)進行,不留(liu)設備(bei)隱患(huan)。

E、傳感(gan)器和儀(yi)表故障。這(zhe)類(lei)故障在控制系統中一般(ban)反映在信(xin)號的不(bu)正常。這(zhe)類(lei)設備安裝時(shi)信(xin)號線的屏蔽層應單端可靠接地,并盡量與動力電纜(lan)(lan)分開敷設,特別是高干擾(rao)的變頻器輸出電纜(lan)(lan),而且要在PLC內部進行軟件濾(lv)波。

F、電源、地線(xian)和(he)信(xin)號(hao)線(xian)的噪聲(干擾)故障。

PLC系統故障實例分析

1、PLC軟故障實例

一(yi)臺停(ting)機(ji)一(yi)段時間的PLC控制系統上電后無法啟動

故(gu)障(zhang)檢查(cha)、處(chu)理:檢修人員(yuan)在(zai)檢查(cha)后(hou)認為(wei)程(cheng)(cheng)序(xu)出(chu)錯,很自然地將EPROM卡(ka)插人PLC中,總清后(hou)拷(kao)貝程(cheng)(cheng)序(xu),完成后(hou)重啟,故(gu)障(zhang)依舊,由于程(cheng)(cheng)序(xu)不(bu)大,逐條(tiao)把EPROM上的(de)程(cheng)(cheng)序(xu)讀出(chu),與手冊(ce)上的(de)指(zhi)令核對后(hou)發(fa)現完全一樣,重復拷(kao)貝無效后(hou)認為(wei)是PLC硬件故(gu)障(zhang)。

用PG將(jiang)備份程(cheng)序調(diao)出(chu),與EPROM上(shang)的程(cheng)序進行(xing)比(bi)對,結果語句指(zhi)令表相同,但程(cheng)序存放地址發生了(le)變化,把(ba)備份程(cheng)序發送到PLC后設備運行(xing)正常。可見(jian)EPROM上(shang)的程(cheng)序也(ye)出(chu)現了(le)錯誤,擦除(chu)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(zi)PLC(S7-300,CPU315-2DP)在使用時,突然停止運行。

故(gu)(gu)障檢查(cha)、分析:檢查(cha)報警燈(deng)(deng)、程(cheng)序(xu)、供電(dian)電(dian)源,在檢查(cha)報警時(shi),發現(xian)CPU上BAT燈(deng)(deng)亮起。檢査程(cheng)序(xu)時(shi),發現(xian)沒有對電(dian)池失(shi)(shi)效(xiao)進行(xing)(xing)故(gu)(gu)障處理。故(gu)(gu)障處理:更換CPU電(dian)池,對電(dian)池失(shi)(shi)效(xiao)故(gu)(gu)障在程(cheng)序(xu)中(zhong)進行(xing)(xing)相應處理。

②某日(ri)晚,壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)PLC與主控(kong)(kong)(kong)PLC通(tong)(tong)訊(xun)突然(ran)中斷,主控(kong)(kong)(kong)DCS上顯示壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)PLC與主控(kong)(kong)(kong)PLC通(tong)(tong)訊(xun)中斷報警(jing),壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)(shi)(shi)里的電機(ji)(ji)(ji)信號在主控(kong)(kong)(kong)合(he)成(cheng)DCS上均(jun)顯示紅色(停(ting)止狀態),壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)(shi)(shi)里的一(yi)(yi)些(xie)流量、壓力、溫度(du)等信號,在主控(kong)(kong)(kong)合(he)成(cheng)DCS上均(jun)顯示高低報警(jing)。由于通(tong)(tong)訊(xun)中斷使壓縮(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)(shi)(shi)里一(yi)(yi)些(xie)重要(yao)聯(lian)鎖不能(neng)送到主控(kong)(kong)(kong),從(cong)而使全(quan)廠停(ting)車(che)

故障(zhang)檢查、分(fen)析:從理論上講,引起(qi)壓縮(suo)機PLC和主(zhu)控(kong)PLC通訊中斷的原因主(zhu)要是兩個:一(yi)個是軟件不同步;另一(yi)個是由于硬(ying)件如CP525卡、CPU卡故障(zhang)。

首先從(cong)軟件方面進行處理。在(zai)主控(kong)(kong)PLC進行了同(tong)步(bu)(bu)(bu)操(cao)作,強制通(tong)訊(xun)數據字(zi)DW13的(de)(de)(de)第14位,結果(guo)通(tong)訊(xun)仍然沒有建立起(qi)(qi)來,看來不(bu)(bu)是(shi)主控(kong)(kong)PLC不(bu)(bu)同(tong)步(bu)(bu)(bu)引起(qi)(qi)的(de)(de)(de)。接著(zhu)在(zai)壓縮機(ji)(ji)PLC對其進行了同(tong)步(bu)(bu)(bu)操(cao)作,強制通(tong)訊(xun)數據字(zi)MW10的(de)(de)(de)第14位,結果(guo)通(tong)訊(xun)建立。從(cong)而確認(ren)這次壓縮機(ji)(ji)的(de)(de)(de)PLC與主控(kong)(kong)PLC通(tong)訊(xun)中斷的(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)由(you)于(yu)壓縮機(ji)(ji)程(cheng)序不(bu)(bu)同(tong)步(bu)(bu)(bu)引起(qi)(qi)的(de)(de)(de),造成(cheng)程(cheng)序不(bu)(bu)同(tong)步(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)外界的(de)(de)(de)電磁干擾。

故障(zhang)處理:為了(le)避免此類故障(zhang)的再次發生,應加強(qiang)控制(zhi)室(shi)的屏(ping)蔽,禁止在控制(zhi)室(shi)使用移動(dong)電話等通訊工具(ju)。

③西門(men)子(zi)PLC(S7-300)的SF燈(deng)報警(jing)

故(gu)障(zhang)(zhang)檢查(cha)、分析(xi):SF燈報警說明輸(shu)入點有故(gu)障(zhang)(zhang)。故(gu)障(zhang)(zhang)處理:檢查(cha)各個輸(shu)入點工作狀態(tai),在(zai)檢查(cha)時發現現場(chang)一臺溫度變送器沒有輸(shu)入信(xin)號,經處理后故(gu)障(zhang)(zhang)消(xiao)失。

④PLC某(mou)個輸(shu)(shu)入(ru)點外部沒有被(bei)(bei)接通(tong)(tong)(即使拆開該(gai)輸(shu)(shu)人端子(zi)上的連接線效果也相同),但該(gai)輸(shu)(shu)入(ru)點實際(ji)已(yi)經(jing)被(bei)(bei)接通(tong)(tong)而(er)且相應(ying)輸(shu)(shu)入(ru)指示燈常(chang)亮(liang)故(gu)障分析:判(pan)斷該(gai)端子(zi)的相鄰(lin)端子(zi)已(yi)經(jing)被(bei)(bei)接通(tong)(tong),而(er)PLC的輸(shu)(shu)入(ru)端子(zi)之間存在鐵屑,導致了(le)該(gai)輸(shu)(shu)入(ru)點被(bei)(bei)接通(tong)(tong),或該(gai)輸(shu)(shu)入(ru)點已(yi)經(jing)被(bei)(bei)損(sun)壞。

故障處(chu)理:拆開PLC的所(suo)有輸入(ru)端(duan)子的連線(xian),發現輸入(ru)端(duan)子排上(shang)存在很多鐵(tie)屑,將端(duan)子上(shang)的鐵(tie)屑吹干凈,然后恢復接線(xian),故障被排除。

⑤控制系統PLC數(shu)字輸入卡SF燈變紅色

故(gu)障(zhang)檢(jian)查(cha)、分析:將(jiang)卡(ka)件(jian)電源重新送電后(hou),故(gu)障(zhang)現象依然存在;重新啟動(dong)PLC主機后(hou),故(gu)障(zhang)指示燈仍舊是紅(hong)色。于是對卡(ka)件(jian)所接收的現場(chang)信號一一進行檢(jian)查(cha)后(hou)發現一回(hui)(hui)訊開關(guan)有異(yi)常。用萬用表測(ce)量后(hou)發現,回(hui)(hui)路電阻(zu)無窮大,這說明回(hui)(hui)訊開關(guan)壞而被數字輸(shu)入卡(ka)檢(jian)測(ce)到。故(gu)障(zhang)處理:更換備件(jian)后(hou)故(gu)障(zhang)指示燈滅(mie)。

⑥造粒機PLC控制系統模擬輸入卡接收的現場信號在DCS上(shang)指示無窮大

故障檢(jian)查(cha)、分(fen)析:分(fen)析可能是(shi)現場(chang)壓力變送(song)器(qi)(qi)和接線箱之間相互連接的(de)通(tong)訊(xun)(xun)電(dian)纜(lan)出現故障,于是(shi)更換通(tong)訊(xun)(xun)電(dian)纜(lan),但(dan)現象依然如故。仔(zi)細檢(jian)查(cha)分(fen)析整個回路(lu)后發現,在回路(lu)中容易(yi)出現的(de)地方有(you)三個,壓力變送(song)器(qi)(qi)本身、通(tong)訊(xun)(xun)電(dian)纜(lan)、卡件(jian),壓力變送(song)器(qi)(qi)、通(tong)訊(xun)(xun)電(dian)纜(lan)都已排(pai)除(chu)。將(jiang)卡件(jian)拆(chai)開來看后發現里面的(de)一(yi)個小的(de)集成塊已經(jing)被燒(shao)毀。故障處理:更換卡件(jian)。

⑦兩個PLC互為(wei)熱(re)備的控制器中只有(you)一個能夠(gou)運行,另(ling)一個始終處于停止

故障檢查(cha)、分析:將整個(ge)(ge)(ge)控制(zhi)柜斷電(dian)、送電(dian)后同時啟動兩個(ge)(ge)(ge)PLC主機還是只有一(yi)個(ge)(ge)(ge)PLC主機運(yun)行。查(cha)詢相關資料后發現OB70,OB72兩個(ge)(ge)(ge)系(xi)統(tong)功(gong)能(neng)(neng)塊負(fu)責(ze)冗余故障,如果沒有插(cha)入(ru)這兩個(ge)(ge)(ge)功(gong)能(neng)(neng)塊則(ze)系(xi)統(tong)冗余丟失,即只有一(yi)個(ge)(ge)(ge)CPU能(neng)(neng)夠運(yun)行。故障處(chu)理:插(cha)入(ru)這兩個(ge)(ge)(ge)系(xi)統(tong)功(gong)能(neng)(neng)塊后,控制(zhi)系(xi)統(tong)恢復正(zheng)常。

來源| PLC發燒友


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