PLC控制回路故障的判斷和檢修方法與技巧

近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，PLC可編程序控制器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的使用。但是其維護(hù)檢修方法和技巧，很多電工都不得法，本文有一些行之有效的經(jīng)驗(yàn)和技巧可以在工作中學(xué)習(xí)與借鑒。

PLC輸入與輸出

一只小小的PLC靈活地控制著一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，所能看到的是上下兩排錯(cuò)開(kāi)的輸入輸出繼電器接線端子、對(duì)應(yīng)的指示燈及PLC編號(hào)，就像一塊有數(shù)十只腳的集成電路。任何一個(gè)人如果不看原理圖來(lái)檢修故障設(shè)備，會(huì)束手無(wú)策，查找故障的速度會(huì)特別慢。

鑒于這種情況，我們根據(jù)電氣原理圖繪制一張表格，貼在設(shè)備的控制臺(tái)或控制柜上，標(biāo)明每個(gè)PLC輸入輸出端子編號(hào)與之相對(duì)應(yīng)的電器符號(hào)，中文名稱，即類(lèi)似集成電路各管腳的功能說(shuō)明。有了這張輸入輸出表格，對(duì)于了解操作過(guò)程或熟悉本設(shè)備梯形圖的電工就可以展開(kāi)檢修了。

但對(duì)于那些對(duì)操作過(guò)程不熟悉，不會(huì)看梯形圖的電工來(lái)說(shuō)，就需要再繪制一張表格：PLC輸入輸出邏輯功能表。該表實(shí)際說(shuō)明了大部分操作過(guò)程中輸入回路（觸發(fā)元件、關(guān)聯(lián)元件）和輸出回路（執(zhí)行元件）的邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)踐證明如果你能熟練利用輸入輸出對(duì)應(yīng)表及輸入輸出邏輯功能表，檢修電氣故障，不帶圖紙，也能輕松自如。

輸入回路檢修

判斷某只按扭、限位、線路等輸入回路的好壞，可在PLC通電情況下（  在非運(yùn)行狀態(tài)，以防設(shè)備誤動(dòng)作），按下按扭（或其他輸入接點(diǎn)），這時(shí)對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)端子與公共端被短接，按扭所對(duì)應(yīng)的PLC輸入指示燈亮，說(shuō)明此按扭及線路正常。燈不亮，可能按扭壞、線路接觸不良或者斷線。

若進(jìn)一步判斷，按扭如果是好的，那么用萬(wàn)用表的一根表筆，一頭接PLC輸入端的公共端，另一頭接觸所對(duì)應(yīng)的PLC輸入點(diǎn)（上述操作要小心，千萬(wàn)不要碰到220V或110V輸入端子上）。此時(shí)指示燈亮，說(shuō)明線路存在故障。指示燈不亮，說(shuō)明此PLC輸入點(diǎn)已損壞（此情況少見(jiàn)，一般強(qiáng)電入侵所致）。

輸出回路檢修

對(duì)于PLC輸出點(diǎn)（這里僅談繼電器輸出型），若動(dòng)作對(duì)象所對(duì)應(yīng)的指示燈不亮，在確定PLC在運(yùn)行狀態(tài)下，那么說(shuō)明此動(dòng)作對(duì)象的PLC輸入輸出邏輯功能沒(méi)有滿足，也就是說(shuō)輸入回路出故障，按前面講的，檢查輸入回路。

若所對(duì)應(yīng)的指示燈亮，但所對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件如電磁閥、接觸器不動(dòng)作，先查電磁閥控制電源及保險(xiǎn)器，簡(jiǎn)便的方法，用電筆去量所對(duì)應(yīng)PLC輸出點(diǎn)的公共端子。電筆不亮，可能對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)絲熔斷等電源故障。電筆亮，說(shuō)明電源是好的，所對(duì)應(yīng)的電磁閥、接觸器、線路出故障。

排除電磁閥、接觸器、線路等故障后，仍不正常，就利用萬(wàn)用表一只表筆，一頭接對(duì)應(yīng)的輸出公共端子，另一頭接觸所對(duì)應(yīng)的PLC輸出點(diǎn)，這時(shí)電磁閥等仍不動(dòng)作，說(shuō)明輸出線路出故障。如果這時(shí)電磁閥動(dòng)作，那么問(wèn)題在PLC輸出點(diǎn)上。

由于電筆有時(shí)會(huì)虛報(bào)，可用另一種方法分析，用萬(wàn)用表電壓檔量PLC輸出點(diǎn)與公共端的電壓，電壓為零或接近零，說(shuō)明PLC輸出點(diǎn)正常，故障點(diǎn)在外圍。若電壓較高，說(shuō)明此觸點(diǎn)接觸電阻太大，已損壞。

另外，當(dāng)指示燈不亮，但對(duì)應(yīng)的電磁閥、接觸器等動(dòng)作，這可能此輸出點(diǎn)因過(guò)載或短路燒牢。這時(shí)應(yīng)把此輸出點(diǎn)的外接線拆下來(lái)，再用萬(wàn)用表電阻檔去量輸出點(diǎn)與公共端的電阻，若電阻較小，說(shuō)明此觸點(diǎn)已壞，若電阻無(wú)窮大，說(shuō)明此觸點(diǎn)是好的，應(yīng)是所對(duì)應(yīng)的輸出指示燈已壞。

程序邏輯推斷

現(xiàn)在工業(yè)上經(jīng)常使用的PLC種類(lèi)繁多，對(duì)于低端的PLC而言，梯形圖指令大同小異，對(duì)于中高端機(jī)，如S7-300，許多程序是用語(yǔ)言表編的。實(shí)用的梯形圖必須有中文符號(hào)注解，否則閱讀很困難，看梯形圖前如能大概了解設(shè)備工藝或操作過(guò)程，看起來(lái)比較容易。

若進(jìn)行電氣故障分析，一般是應(yīng)用反查法或稱反推法，即根據(jù)輸入輸出對(duì)應(yīng)表，從故障點(diǎn)找到對(duì)應(yīng)PLC的輸出繼電器，開(kāi)始反查滿足其動(dòng)作的邏輯關(guān)系。經(jīng)驗(yàn)表明，查到一處問(wèn)題，故障基本可以排除，因?yàn)樵O(shè)備同時(shí)發(fā)生兩起及兩起以上的故障點(diǎn)是不多的。

PLC自身故障判斷

一般來(lái)說(shuō)，PLC是極其可靠的設(shè)備，出故障率很低，但由于外部原因，也可導(dǎo)致PLC損壞。

一只工作電源為220V的接近開(kāi)關(guān)，其輸入PLC信號(hào)觸點(diǎn)兩根引線與接近開(kāi)關(guān)的220V的電源線共用一根4芯電纜，  該接近開(kāi)關(guān)損壞，電工更換時(shí)，錯(cuò)把電源的零線與輸入的PLC的公共線調(diào)錯(cuò)，導(dǎo)致送電時(shí)燒壞了3路PLC輸入點(diǎn)。

系統(tǒng)電源變壓器零線排因腐蝕而中斷，導(dǎo)致接入PLC220V電源升到380V，燒壞了PLC底部的電源模塊，后整改時(shí)增加了380/220V的隔離控制變壓器。

西門(mén)子S7-200的PLC輸出公共端標(biāo)1L、2L等，工作電腦為ACL1N表示，+24V電源為L(zhǎng)+M表示對(duì)初學(xué)者或經(jīng)驗(yàn)不足者容易搞錯(cuò)。如果錯(cuò)把L+M當(dāng)作220V電源端子，送電瞬間即將燒壞PLC24V電源。

根據(jù)長(zhǎng)期總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，PLC、CPU等硬件損壞或軟件運(yùn)行出錯(cuò)的概率幾乎為零，PLC輸入點(diǎn)如不是強(qiáng)電入侵所致，幾乎也不會(huì)損壞，PLC輸出繼電器的常開(kāi)點(diǎn)，若不是外圍負(fù)載短路或設(shè)計(jì)不合理，負(fù)載電流超出額定范圍，觸點(diǎn)的壽命也很長(zhǎng)。

因此，我們查找電氣故障點(diǎn)，重點(diǎn)要放在PLC的外圍電氣元件上，不要總是懷疑PLC硬件或程序有問(wèn)題，這對(duì)快速維修好故障設(shè)備、快速恢復(fù)生產(chǎn)是十分重要的，因此筆者所談的PLC控制回路的電氣故障檢修，重點(diǎn)不在PLC本身，而是PLC所控制回路中的外圍電氣元件。