PLC系统故障诊断与排除
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16.2 PLC的硬件故障诊断与排除
16.2.1 系统硬件故障诊断与排除 PLC硬件故障与所选用机种及工作环境关系很大，当系统 发生故障时，正确区分是硬件还是软件故障是很重要的 。 1．PLC的硬件故障诊断 这里以PLC硬件故障为中心，按硬件结构分出故障种类，指 出故障现象并分析故障产生的原因见表16.2。
PLC自身具有故障诊断的功能，这在用户学习PLC应用时就应 该牢固掌握。但其诊断功能和故障显示的内容必竟有限。其次是有 些PLC“用户手册”上给了故障检查流程图，例如SYSMAC-C200H 的故障总体检查流程图（如图16.1所示）。当然这些资料也是极为 重要的，应该熟悉并深刻理解它。但是，它只不过给出检查步骤， 具体处理起来还会遇到许多现实困难。
（2）如果在更换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外 部回路的漏电流异常增大所致。
（3）电源的通断总是与机械系统同步发生，这时可检查机械系统产生的噪 声影响。因为电源的断开是常与机械系统运行同时发生的故障，绝大部分 是电机或线圈所产生的强噪声所致。
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7．PROM不能运转 当PROM不能运转时，先检查PROM插入是否良好，然后 确定是否需要更换芯片。 8．电源重新投入或复位后，动作停止 这种故障可认为是噪声干扰或PLC内部接触不良所致。噪 声原因将在后续内容中讨论，对结构原因则可通过轻轻敲PLC 机体进行检查。还要检查一下电缆和连接器的插入状态。
PROM不能运转 没有接通PROM，出现错误
5
16.1.2 故障诊断要点 1．CPU异常
CPU异常报警时，应检查CPU单元连接于内部总线上的所有器 件。 2．存储器异常
存储器异常报警时，如果是程序存储器的问题，重新编程后故 障现象会反复出现。这种情况可能是噪声的干扰引起程序的变化 。否则，应更换存储器。 3．输入/输出异常、扩展单元异常
发生这类报警时，应首先检查输入/输出单元和扩展单元连接器 的插入状态、电缆连接状态，确定故障发生在某单元之后，再更 换单元。
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4．不执行程序 对于不执行程序，一般情况下可依照输入→程序执行→输出的步骤进行
检查。
（1）输入检查是利用输入LED指示灯识别，或用写入器构成的输入监视器 检查。当输入LED不亮时，可初步确定是外部输入系统故障，再配合万用表 检查。如果测出电压不正常，就可确定是输入单元故障。当LED是亮的而内 部监视器无显示时，则可认为是输入单元、CPU单元或扩展单元的故障。
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16.1.3 PLC常见故障及诊断方法 1．PLC故障类型的判断
一般PLC的基本单元面板上都有指示发光二极管，利用它的 亮灭可提示用户设备故障的类型。
图16.3 CPM1A面板示意图
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2．PLC故障诊断流程图 PLC各种不同故障的基本思路和方法。 （1）PLC故障检查总流程图如图16.4所示。 （2）电源故障检查流程图如图16.5所示。 （3）运行故障检查流程图如图16.6所示。 （4）输入故障检查流程图如图16.7所示。 （5）输出故障检查流程图如图16.8所示。 综上所述，根据PLC控制系统中CPU面板上的指示，先确定故障 在哪一模块上，然后再确定故障的具体部位。检查的方法是按电 源→系统运行→输入的顺序逐一进行。
（2）程序执行检查是通过写入器上的监视器检查。当梯形图的接点状态 与结果不一致时，则是程序错误（例如内部继电器双重使用等），或是PLC 内部的运算部分出现故障。
（3）输出检查可用输出LED指示灯识别。当运算结果正确而输出LED指示 错误时，则可认为是CPU单元、I/O接口单元的故障。当输出LED是亮的而无 输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。
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图16.1 故障总体检修流程图
3
图16.2 故障检查步骤框图
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16.1 PLC常见故障种类及诊断方法
16.1.1 PLC故障现象的分类和诊断步骤
故障现象的分类及故障原因如表16.1所示。图16.2所示是故障诊 断步骤框图。
表16.1 PLC故障现象的分类及故障原因
故障现象
故障分类及原因
停机
CPU异常报警而停机，存储器异常报警而停机，输入输出异常报警而 停机，扩展单元异常报警而停机
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5．部分程序不执行 当部分程序不执行时，检查方法与4项相同。 6．电源短时掉电，程序内容消失 当电源短时掉电，程序内容会消失，这时除了检查电池，还要进行下述检 查：
（1）通过反复通断PLC本身电源来检查。为使微处理器正确启动，PLC中 设有初始复位电路和电源断开时的保存程序电路，这种电路发生故障时， 就不能保存程序。所以可用电源的通断进行检查。
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图16.4 PLC故障检查总流程图
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图16.5 电源故障检查流程图
13
图16.6 运行故障检查流程图
14
图16.7 输入故障检查流程图
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图16.8 输出故障检查流程图
16.1.4 锂电池维护
锂电池放电寿命约5年左右。当电池的电压逐渐降低到一定值 时，LED指示灯（在基本单元上）便点亮。换电池必须在短时间 内完成，只有这样，PLC内部的用户程序才不会丢失。
程序不执行
全部程序不执行，部分程序不执行，计数器等误动作
程序内容变化
输入/输出不动 作
写入器不能操作
长时间停电引起变化，电源ON/OFF操作引起变化，运行中发生变化 输入信号没有读入CPU，CPU没有发出输出信号 没有按下特定键或操作不当，完全不动作
扩展单元不动作 只有特定的输入/输出不动作，全部不动作
PLC系统故障诊断与排除
内容提要
➢ PLC故障的分类及诊断（常见故障分类、故障类型及 诊断方法）
➢ PLC的硬件故障诊断与排除（系统故障、CPU单元故 障、I/O单元故障、噪声故障
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PLC的控制系统中的故障分布情况是：CPU单元故障占5%； I/O单元故障占15%；系统布线故障占5%；输出设备故障占30%； 输入设备故障占45%。由此可见，在PLC本身的20%的故障中，大 多数是由恶劣环境造成的。而80%的故障是用户使用不当造成的。
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百度文库
故障部位
表16.2 PLC硬件故障诊断表
故障现象
故障原因
备注
误运算 CPU单元
运算滞后
16.2 PLC的硬件故障诊断与排除
16.2.1 系统硬件故障诊断与排除 PLC硬件故障与所选用机种及工作环境关系很大，当系统 发生故障时，正确区分是硬件还是软件故障是很重要的 。 1．PLC的硬件故障诊断 这里以PLC硬件故障为中心，按硬件结构分出故障种类，指 出故障现象并分析故障产生的原因见表16.2。
PLC自身具有故障诊断的功能，这在用户学习PLC应用时就应 该牢固掌握。但其诊断功能和故障显示的内容必竟有限。其次是有 些PLC“用户手册”上给了故障检查流程图，例如SYSMAC-C200H 的故障总体检查流程图（如图16.1所示）。当然这些资料也是极为 重要的，应该熟悉并深刻理解它。但是，它只不过给出检查步骤， 具体处理起来还会遇到许多现实困难。
（2）如果在更换电池后仍然出现电池异常报警，就可判定是存储器或是外 部回路的漏电流异常增大所致。
（3）电源的通断总是与机械系统同步发生，这时可检查机械系统产生的噪 声影响。因为电源的断开是常与机械系统运行同时发生的故障，绝大部分 是电机或线圈所产生的强噪声所致。
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7．PROM不能运转 当PROM不能运转时，先检查PROM插入是否良好，然后 确定是否需要更换芯片。 8．电源重新投入或复位后，动作停止 这种故障可认为是噪声干扰或PLC内部接触不良所致。噪 声原因将在后续内容中讨论，对结构原因则可通过轻轻敲PLC 机体进行检查。还要检查一下电缆和连接器的插入状态。
PROM不能运转 没有接通PROM，出现错误
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16.1.2 故障诊断要点 1．CPU异常
CPU异常报警时，应检查CPU单元连接于内部总线上的所有器 件。 2．存储器异常
存储器异常报警时，如果是程序存储器的问题，重新编程后故 障现象会反复出现。这种情况可能是噪声的干扰引起程序的变化 。否则，应更换存储器。 3．输入/输出异常、扩展单元异常
发生这类报警时，应首先检查输入/输出单元和扩展单元连接器 的插入状态、电缆连接状态，确定故障发生在某单元之后，再更 换单元。
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4．不执行程序 对于不执行程序，一般情况下可依照输入→程序执行→输出的步骤进行
检查。
（1）输入检查是利用输入LED指示灯识别，或用写入器构成的输入监视器 检查。当输入LED不亮时，可初步确定是外部输入系统故障，再配合万用表 检查。如果测出电压不正常，就可确定是输入单元故障。当LED是亮的而内 部监视器无显示时，则可认为是输入单元、CPU单元或扩展单元的故障。
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16.1.3 PLC常见故障及诊断方法 1．PLC故障类型的判断
一般PLC的基本单元面板上都有指示发光二极管，利用它的 亮灭可提示用户设备故障的类型。
图16.3 CPM1A面板示意图
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2．PLC故障诊断流程图 PLC各种不同故障的基本思路和方法。 （1）PLC故障检查总流程图如图16.4所示。 （2）电源故障检查流程图如图16.5所示。 （3）运行故障检查流程图如图16.6所示。 （4）输入故障检查流程图如图16.7所示。 （5）输出故障检查流程图如图16.8所示。 综上所述，根据PLC控制系统中CPU面板上的指示，先确定故障 在哪一模块上，然后再确定故障的具体部位。检查的方法是按电 源→系统运行→输入的顺序逐一进行。
（2）程序执行检查是通过写入器上的监视器检查。当梯形图的接点状态 与结果不一致时，则是程序错误（例如内部继电器双重使用等），或是PLC 内部的运算部分出现故障。
（3）输出检查可用输出LED指示灯识别。当运算结果正确而输出LED指示 错误时，则可认为是CPU单元、I/O接口单元的故障。当输出LED是亮的而无 输出，则可判断是输出单元故障，或是外部负载系统出现了故障。
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图16.1 故障总体检修流程图
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图16.2 故障检查步骤框图
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16.1 PLC常见故障种类及诊断方法
16.1.1 PLC故障现象的分类和诊断步骤
故障现象的分类及故障原因如表16.1所示。图16.2所示是故障诊 断步骤框图。
表16.1 PLC故障现象的分类及故障原因
故障现象
故障分类及原因
停机
CPU异常报警而停机，存储器异常报警而停机，输入输出异常报警而 停机，扩展单元异常报警而停机
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5．部分程序不执行 当部分程序不执行时，检查方法与4项相同。 6．电源短时掉电，程序内容消失 当电源短时掉电，程序内容会消失，这时除了检查电池，还要进行下述检 查：
（1）通过反复通断PLC本身电源来检查。为使微处理器正确启动，PLC中 设有初始复位电路和电源断开时的保存程序电路，这种电路发生故障时， 就不能保存程序。所以可用电源的通断进行检查。
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图16.4 PLC故障检查总流程图
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图16.5 电源故障检查流程图
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图16.6 运行故障检查流程图
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图16.7 输入故障检查流程图
15
图16.8 输出故障检查流程图
16.1.4 锂电池维护
锂电池放电寿命约5年左右。当电池的电压逐渐降低到一定值 时，LED指示灯（在基本单元上）便点亮。换电池必须在短时间 内完成，只有这样，PLC内部的用户程序才不会丢失。
程序不执行
全部程序不执行，部分程序不执行，计数器等误动作
程序内容变化
输入/输出不动 作
写入器不能操作
长时间停电引起变化，电源ON/OFF操作引起变化，运行中发生变化 输入信号没有读入CPU，CPU没有发出输出信号 没有按下特定键或操作不当，完全不动作
扩展单元不动作 只有特定的输入/输出不动作，全部不动作
PLC系统故障诊断与排除
内容提要
➢ PLC故障的分类及诊断（常见故障分类、故障类型及 诊断方法）
➢ PLC的硬件故障诊断与排除（系统故障、CPU单元故 障、I/O单元故障、噪声故障
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PLC的控制系统中的故障分布情况是：CPU单元故障占5%； I/O单元故障占15%；系统布线故障占5%；输出设备故障占30%； 输入设备故障占45%。由此可见，在PLC本身的20%的故障中，大 多数是由恶劣环境造成的。而80%的故障是用户使用不当造成的。
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故障部位
表16.2 PLC硬件故障诊断表
故障现象
故障原因
备注
误运算 CPU单元
运算滞后