AB Controllogix5000 PLC故障诊断及处理方法

AB Controllogix5000 PLC故障诊断及处理方法
摘要：介绍PLC系统故障的查找方法，从气味、声音、温度的异常，简易查找PLC控制系统的故障;如异常不明显，则按系统故障查找流程判断故障在系统内/外部，再按一定顺序细化查找故障
关键词：Controllogix5000；故障诊断；处理方法
一、前言：
PLC（可编程控制器)技术己广泛应用于各控制领域。

它在工业过程控制中，
可靠性高、抗干扰能力强，在恶劣的生产环境里，仍然能正常工作。

作为PLC本身，它的故障发生率非常低，但对以可编程控制器为核心的 PLC控制系统而言，
组成系统的其他外部元器件(如传感器和执行器)、外部输入信号和软件本身，都
很可能发生故障。

所以本文以Controllogix为例重点讨论了使用PLC控制系统的生产用户如何有效的判断故障点，并且能够利用一些简单处理措施排除故障，尽快
恢复生产。

二、PLC控制系统故障判断
1、简易判断方法
现场找到发生故障的部位，通过有无气昧、声音、温度的异常来做简易判断。

首先查看是否有坏模块出现即模块上的OK灯亮；嗅觉感知是否有电子元件或线
缆烧毁的异味；听一听有无无螺丝松动或继电器正常工作与否的异功；最后用手
试探CPU模块的温度是否过高(不超过 60℃) 。

简易判断方法适合于故障现象较明
显时，如果故障现象不明显，就要采用系统性判断方法查找故障。

2、系统性判断方法
PLC控制系统内或外部故障的判断是依据PLC有没有给设备运行信号，或是
给了运行信号而设备有故障不能运行。

根据 PLC控制系统图纸，按照总体流程图
的顺序进行查找。

如果检查都正常，而设备无运行，则是PLC控制系统外部故障，即设备故障。

外部故障一般发生在继电器、接触器、阀门、限位开关、安全保护、就地、
远程控制开关、接线盒、接线端子、传感器、仪表、电源、地线和信号线的噪音
等等，排除比较容易。

三、控制器内部故障诊断及处理方法
1、根据控制器面板指示查看故障(参见图一)
RUN指示灯：熄灭状态，没有任务在运行，控制器处于编程方式或测试方式；绿色稳定状态，有一个或多个任务在运行，控制器处于RUN方式。

I／O指示灯：熄灭状态，没有组态I／O或通信；绿色稳定状态，与所有组
态设备通信正常；绿色闪烁状态，有一个或多个设备未响应；红色闪烁状态，没
有与任何设备通信，控制器故障；绿色稳定状态，控制器与器组态内的控制器通
讯正常。

OK指示灯：熄灭，控制器没有供电，要连接电源；绿色闪烁，可恢复故障；红色闪烁，控制器故障、清除故障、清除内存；红色稳定，控制器检测到一个不
可恢复故障；绿色稳定 : 控制器正常工作。

RS232指示灯：熄灭，未激活；绿色稳定，正在接收数据或传送数据。

BAT指示灯：熄灭，电池可以支持内存；红色，电池不能支持内存，没有电池，需要更换电池。

FORCE指示灯：熄灭，I/O强制未激活或没有强制标签；琥珀色稳定，强制
被激活；琥珀色闪烁，一个或多个输入或输出地址已被强制为开或者关状态，但
强制没有被使能。

2、利用编程软件Rslogix5000查看故障
（1）将光标置于Controller quickStart之上；
（2）点击鼠标右键并选择Properties(属性)；
（3）选择Major Faults(主要故障)选项或Minor Faults(次要故障)选项即可查
看当前故障信息。

图二：Minor Faults（次要故障）选项表
3、控制器故障处理
一般来讲，控制器主要检测三种故障类型：硬件故障、主要故障和次要故障。

1、硬件故障一般处理
(1)先关闭控制器电源，重新上电；
(2)重新加装程序；
(3)再次运行程序。

如果连续遇到硬件故障，则需更换控制器。

2、主要故障处理
主要故障影响程序的运行，如果故障不能清除，控制器将进入故障模式并关闭。

(1) 主要故障包括：指令执行，当执行逻辑程序时出现问题；其它情况，如电源掉电、I／O模块故障、任务看门狗、模式转换等。

主要故障中，I／O模块检测不到或连接I／O模块失败是比较常见的。

用户可以将模块组态成一旦模块与控制器丧失连接，即在控制器产生一个主要故障。

每一个I／O模块都有一个指示出现故障的状态位。

用户的控制应用程序应监控这些状态位。

如果产生了任何故障，
用户应用程序应该采取适当措施，例如在控制方式下关闭系统。

(2) 控制器有两种级别的主要故障处理程序：① 程序故障例程。

每个程序都
有自己的故障例程。

当产生指令故障时控制器将执行程序故障例程，如果程序故
障例程未清除故障，或程序故障例程不存在，则控制器将继续执行控制器故障处
理程序。

如果控制器故障程序不存在或不能清除主要故障，则控制器将进入故障
模式并关闭。

②控制器故障处理程序。

所有的非指令故障(I／O、任务看门狗)都
将执行控制器故障处理程序(不调用程序故障例程)。

(3) 检查清除主要故障必须遵循以下步骤：① 根据主要故障的类型，执行相
应的操作。

先创建一个程序故障例程，每个程序都可以有自己的故障例程，当用
户组态程序时可以指定故障例程。

用户只有在利用编程软件改变程序组态时，才
能改变故障例程。

再创建控制器故障例程。

控制器故障处理程序是一种可选任务，当主要故障不是指令执行故障或程序故障例程时则执行控制器故障处理程序。

②创建一个用户定义结构体来存储故障
信息。

该结构体可以和用户用来存储主要故障信息的结构体相同，但是必须遵循一定格式(在此略去)。

③ 检查故障类型及代码以确定产生了哪一种故障，并采取适当的措施。

主要故
障类型及代码见表一④ 用户还可以利用控制器上的钥匙开关来清除主要故障。

先把钥匙开
关切换到PROG方式，然后切换到RUN方式，之后再切换回PROG方式。

表一：主要故障代码表（节选部分代码，祥见AB手册）
3．次要故障处理
次要故障不影响控制器的运行，控制器可以继续执行，不过为了优化程序执行时间和确保程序精度，用户应该识别和修理次要故障。

（1）次要故障包括：指令执行，在执行逻辑时出现问题；其他，如任务看门狗、串行口、电池等。

(2) 指令执行次要故障处理：① 创建一个用户定义结构体来存储故障信息，该结构体可以和用户用来存储主要故障信息的结构体相同。

但是必须遵循一定格式，同处理主要故障中第2条定义相同，不再赘述。

② 监控s：MINOR以确定次要故障何时产生。

③使用一条GSV指令即可获得当前程序(THIS)的NORFAULTRECORD。

指令中的目标(destination)应该是用户在上面指定的用户定义结构体类型的标签。

④ 采取适当的措施来相应次要故障(典型的，如修改逻辑错误)。

(3) 其它次要故障处理：① 创建一个DINT型标签用以保存FAULTLOG对象中的MinorFauhBits(次要故障位)记录。

次要故障类型及代码可详见手册上的代码表。

② 利用一条GSV指令即可获得FAULTIDG对象中的MinorFauhBits(次要故障位)记录。

目标(destination)应该是用户创建的DINT型标签(方法同上)。

③查故障位以确定故障类型并采取适当的措施。

一般来讲，次要故障不需清除
四、控制器外部故障诊断及处理方法
1、导线故障
导线故障也是通过检测通断方法进行的。

可以利用己知通的导线来检测未知导线，方法是将好的导线与未知导线连接起来后测通断状态。

2、元器件干扰故障
除一般直接导致设备停止运行的故障外,PLC控制系统还会出现控制精度降低，参数波动等故障，这类故障大多数为干扰故障。

自动化系统所使用的各种类型PLC一般集中安装在控制室，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，干扰故障就成了一个难以解决的问题。

较为常见的干扰是通过电源、信号线引入以及接地系统混乱的的干扰。

五结束语
PLC是一种可靠性、稳定性较高的控制器。

只要按照其技术规范安装和使用, 则出现故障的概率极低。

但是，一旦出现了故障，一定要按上述步骤进行检修、处理, 特别是由外部设备故障造成的损坏, 一定要查清故障原因, 待故障排除以后再调试运行。

参考文献：
[1]佟洪波,李桐.短波天线交换控制系统运行图在PLC中的实现——基于ControlLogix5000处理器[J].民营科技,2010(10):18.
[2]夏恒志.基于S7-200PLC选煤厂皮带运输机控制系统[J].科技信息,2009(02):569.
[3]孔彦虎,柴山,陈兰芳.AB-ControlLogix5000与SIMATIC S7-200PLC之间通讯数据处理方法[J].甘肃冶金,2015,37(02):142-145.
作者简介：张正飞，男，1985年4月，汉族，甘肃镇原，本科，助工，电气自动化。