马浩13472895762华能上海培训中心PLC系统故障与处理PLC系统故障与处理PLC控制系统故障分布情况如图所示。从下图可知该系统95的故障出现在 外设，只有5的故障出现在PLC本身系统中，所以在维修系统故障时需 要认真观察外部设备。在PLC控制系统故障中，约有10属于控制器内部 故障，其余90出现在I/O模块中。对故障信息是通过分级进行处理的： (1)第一级故障。这是最严重的一种故障情况，容易发生不堪设想的后果， 这时候必须要立即停机，马上用声光报警通知相关操作人员。系统中的故 障检测软件判断为一级故障之后，会自动的直接控制和指挥PLC输出端口 ，并自启动故障处理模块。 (2)第二级故障。会对系统的控制过程产生一定的影响，这种情况软件无法 做到自行纠正和处理，就会启动暂停，将各个输出端口设置为初始状态， 并及时的发出声光报警通知相关操作人员，待操作人员对设备进行有效的 控制和处理之后，再继续执行相关的程序。对故障信息是通过分级进行处理的： (3)第三级故障。这类故障正常不对控制过程产生即时的影响 ，且系统本身的故障处理程序可以在后台自行纠正处理相关 问题，并有效地自动屏蔽错误信号，及时报警方式操作人员 ，如果故障仍然没排除，则启动故障升级处理模式。 (4)第四级故障。这类故障通常为一般的小错误或者异常情况 ，不会产生什么影响，对其处理方式，也通常是准确的记录 ，然后向操作人员报告，其控制程序的运行不受影响。故障的定位是故障处理工作非常重要的一个环节。当系统出现问题之后，首 先并不是立即解决故障，而是要对故障进行定位。在实际故障的分析工作 中，主要通过4个步骤来对故障进行定位。 首先，向操作员询问故障出现时的情况。要先向操作员请教，记下事实情况 ，然后再开始故障排除过程。 其次，通过操作设备检查症状。在拆开设备之前首先应操作该设备，这有可 能排除操作员的错误并发现问题的线索。 第三，查看硬件指示器。通过观察硬件LED可以定位并发现大多数故障，这 些指示器以及相应的故障代码将有助于查找故障源。 第四，进行逐步查找。最后，应通过必需的设备进行系统的、符合逻辑的查 找。控制系统的恢复运行经过一系列的检测和故障诊断，并对系统中的项目进行恢复之后，整个系统 就将进入运行的恢复阶段。系统恢复运行主要包括4个具体步骤。 首先，消除故障。这是系统恢复运行的基础，发现故障之后应该立即进行故 障消除。 其次，进行预防性的系统维护。控制系统中任何故障都是可以通过预防性的 维护措施来进行预防的，因此，找到故障原因之后要开展一系列的故障预 防性维护工作。 第三，执行启动检查过程。当故障被排除之后，系统正式运行之前要进行启 动项的检查，保证不会因为系统的突然运行造成系列的危害。 第四，通知操作者。在系统恢复运行的过程中，一定要对故障原因、预防措 施以及启动项检查等内容建立详细的纸质报告，并将其告知系统操作者， 以防类似问题的再度发生。故障分类 从PLC工作过程方面对故障进行分类，主要可分为四种： 1上电故障； 2转入运行故障； 3运行故障； 4用户指令故障。故障分类 1从可恢复性来分析故障可分为三类，包括非用户故障、永久故障和可恢复故 障 造成非用户故障主要是用户的程序因各类原因而终止运行，PLC系统在出 现此类故障后无法运行错误处理子程序，这也会对用户程序形成破坏。 永久故障是指不能恢复的故障，系统会转向错误处理子程序，系统不能对故 障码和故障源进行清除。 对于出现的可恢复故障，系统通过错误处理子程序的执行能对故障码和故障 源进行清除，以此来恢复系统。上电故障，约占4060，形成的原因主要包括接地、闪点干扰和打底噪 声干扰等，也有可能是因为电池电压过低、底板驱动能力不兼容以及 电源模块供电不足等因素，系统受到的影响主要来源于信号线、接地线和 电源线，在对出现损坏的电源进行检测后发现，出现损坏多存在高压电路 侧。 该故障属于非用户故障，对其处理通常方法是采取隔离变压器，进行二级过 压保护，对器件进行更换，采用UPS供电；通过自动装载功能的应用，在 无法恢复系统情况下，对用户程序和数据进行自动重新装载来实现 运行。转入运行故障是可恢复故障的一种，其形成的主要原因是 用户在未对故障标志进行清除时就运行PLC，或用户执行的故障处 理程序没有对故障进行清除，当PLC的配置和用户配置的存储器模 块出现相互矛盾或是不兼容时就容易出现此类故障。过小的电源功 率和不符合要求的接地会导致出现各种非用户故障，如内部文件系 统和配置文件等。运行故障和指令故障也属于可恢复故障，约占故障率的14，其形成的主要 原因包括：指令发生中断请求堆栈溢出；PLC与计时器时间基准无法兼容 ，计数器的目标值为负；指令(PID、堆栈、高速计数、RET、立即输入输 出、字符串)的运行状态货参数配置无法满足要求；间接寻址超过了对应 的数据文件长度，过多的指令行嵌套以及硬件狗超时等。从模块故障分类： 1电源模块故障 2控制器故障 3输入输出模块故障 4现场设备故障 5上位机故障“INTF” - 内部故障DC 5V 正常DC 24V 正常FMR 确认开关（故障信息复位） 保持开关电池盒 电池监视选择开关 电压选择器3针电源连接器 “BAF” - 电池故障 “BATT1F” - 电池 1 电压不足或不存在“BATT2F“ - 电池 2 电压不足或不存在1电源故障供电电源 西门子控制器采用PS_407开关电源，为控制器提供5V、24V供电。日常故障处理时可通过LED状态指示灯来判断其自身故障或外围设备故障，状态和故障显示： INTF(红色)内部故障； BAF(纽色)电池故障，背板总线上的电池电压过低； BATTIF(红色)电池1接反、电压不足或电池不存任； BATT2F（红色）电池2接反、电压不足或电池不 存在； DC5V（绿色）直流电源电压正常时亮； DC24V（绿色）直流电源电压正常时亮； FMR开关故障解除后用于确认和复位故障信息的开关； ONOff保持开关控制输出电压，在进线电压未切断时，处于待机状态。 通讯模块与IO模块采用PS_307开关电源，为其提供24V供电；其它外围设备如 电磁阀、中间继电器等供电采用单独的电源供电。开关电源的损坏与电网供 电质量、输出负载过载或短路等有着密切的联系，可通过在线仪器进行检测 予以排除。1电源故障2CPU314SIEMENS SF BAF DC 5V FRCE RUN STOPRUN-P RUN STOP M RESSIMATICS7-300电池MPI存储器卡插槽S7-300CPU SF指示灯用作系统出错/故障显示，为红色，CPU的硬件出现故障或软件有错 ，带诊断功能模块出错时点亮。 BATF为电池故障，红色，电池电压低或没有电池时点亮。 DC5V+5V电源指示，绿色，CPU和S7300总线的5V电源正常时点亮。FRCE强制 ，黄色，至少有一个I/O被强制时点亮。 RUN运行方式，绿色，CPU处于RUN状态时点亮，重新启动时以2Hz的频率闪亮 ，保持HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮。 STOP停止方式，黄色，CPU处于STOP、HOLD状态时或重新启动时常亮，请求 存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮，正在执行存储器复位时以2Hz的频率 闪亮，由于存储器卡插入需要存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮。 BUSF总线错误，红色，PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时点亮，集成有DP 口的CPU才有此LED，(如CPU315-2DP)，集成有2个DP口的CPU有两个LED （BUS1F和BUS2F）。S7-400CPU INTF红色，内部故障，例如用户程序运行超时，用户程序错误。 EXTF红色，外部故障，例如电源故障，I/O模板故障。FRCE黄色，至少有一个I/O被强制时点亮。 RUN绿色，运行模式。 STOP黄色，停止模式。 BUS1F红色，MPI/PROFIBUS-DP接口1的总线故障。 BUS2F红色，MPI/PROFIBUS-DP接口2的总线故障。 MSTR黄色，CPU运行。 REDF红色，冗余错误。 RACK0黄色，CPU在机架0中。 RACK1黄色，CPU在机架1中。 IFM1F红色，接口子模块1故障。 IFM2F红色，接口子模块2故障。 当控制器启动时间明显变长或控制器LED状态指示灯 STOP长时间闪烁时，很可能是控制器本身出现了故障，需马上处理或更换，并查看供电电源及外部环境是否异常。RUN-PRUNSTOPMRES1. 把模式开关设定在 STOPRUN-PRUNSTOPMRESRUN-PRUNSTOPMRES2. 把模式开关切换到MRES，并保持直到STOP LED慢速闪烁两次。 松手，模式开关又回到STOP 位置。RUN-PRUNSTOPMRES4. 把模式开关切换到RUN-P 位置！ （在从STOP转换到RUN/RUN-P的时候，执行一次完全再启动）RUN-PRUNSTOPMRES3. 再把模式开关切换到MRES 位置，直到STOP LED 开始快速闪烁。 松手，模式开关又回到STOP 位置。RUN-PRUNSTOPMRESLogix5550RunI/ORs232okBat RunREMPRO G状态指示灯钥匙开关电池九针D型串口PLC处于编程或测试模式指示灯 颜色说明RunOFFG没有任务运行控制器处于RUN模式I/OOFF G GFRF没有组态的I/O或通讯与所有组态的设备通信正常 有一个或多个设备未相应PLC故障RS232OFFG未激活正在接受数据或传送数据BatOFFR电池可以支持内存电池不能支持内存 没有电池 需要更换电池OKOFF可恢复故障电源未接通RFR控制器故障，清除故障清除内存，更换控制器G控制器OKI/O模块故障可通过模块上的LED指示灯状态进行判断或软件在线检测，模块 故障中通道故障最为常见。 模块通道好坏的检测：AI模块通道可采用标准信号发送器来检测是否正常； DI模块通道可采用短接法检测是否正常；AO模块、DO模块通道可将测量仪 表接入回路进行检测是否正常。 在AI模块通道回路的正极上串入保险端子，AO模块通道回路的正极上串入 250Q电阻，可避免现场仪表接线错误或短路对通道造成的损坏，在干扰较 大场合可采取信号隔离器进行信号隔离；DIDO模块通道采用中间继电器 隔离，避免强电引入系统或短路对通道或模块造成的损坏.输入模块故障 主要是因为输入电路电流过大或因为输入电路回路中因为线圈的存在造成瞬 间感应电动势过大造成的。 以西门子输入模块为例，图1是PlC控制电路中常见的电气控制逻辑，但是图l 的电路中按下SB1按钮时，PLC的输入模块常被烧毁，主要原因是KM1线 圈产生很大的感应电动势，这个电动势加在了PLC输入端子模块上，将输 入模块烧坏。输入模块故障我们可以将电气图改为图2所示，虽然仅仅加了个中间继电器KM，但是将 KM1的感应电动势隔开了，避免了输入模块的损坏。输出模块故障 输出模块故障主要是因为输出电路电流过大或短路。以西门 子输出模块为例，在图3电路运行时开关电源模块和PLC输出 模块总出故障，检查后得知KA1继电器漏电，将220V的电压 流进入了24V的电路中，因此损坏了开关电源模块和PLC的输 出模块。更换KA1继电器后即排除故障。一例PLC误动作故障分析1故障现象 某厂备煤皮带系统由PLC控制。近日来，常出现皮带自动运行时瞬间误报警 停车现象。停车时，后台监控系统会瞬间显示拉线动作、跑偏或撕裂，经 实地检查无任何故障；报警闪过正常后，立即启动，设备能够运转，但运 行一段时间后，会重复上述现象。一例PLC误动作故障分析 2故障分析 我们对线路进行了认真检查，绝缘良好，无短路、断路、接触不良现象，系 统接地也良好。鉴于此，故障原因应从PLC输出回路、PLC本身及PLC输入 回路3个部位分段进行分析。 2.1故障在线路中的位置 假设PLC输出回路故障，系统停车是毫无疑问的，但监控系统在程序中直接 使用PLC输入点信号，