PLC控制系统故障分布和分层

    PLC控制系统大多数故障在外设(95%)，仅有5%发生在PLC自身。在对PLC控制系统进行维修时，应首先检测外部设备。外设故障一般发生在继电器、接触器；阀门、闸板；开关、限位开关、安全保护、就地和远控转换开关；接线盒、接线端子、螺栓螺母；传感器、仪表；电源、地线和信号线的噪音等，排除比较容易。

    在5%的PLC自身故障中，控制器内的故障只占10%，90%发生在I/O模板中。在PLC控制系统故障发生时，首先定位故障发生在PLC内部还是外部（第一层）；是在I/O回路还是在控制器内部（第二层）；是硬件故障还是软件故障（第三层）。

   (1)第一层故障

    利用PLC输入、输出LED指示灯判断第一层故障，LED指示灯亮与否是一个有效而又直观的检查和发现故障的手段。

   (2)第二层故障

    利用上位监控系统功能判断第二层故障，利用上位监控机在线监控PLC的运行状态，通过梯形图进行监控。如软触点显示不同的颜色则代表不同的状态。查找输入元件Xo，若其状态为ON，表明输入信号已送人第二层控制器；然后查找输出元件Yo，若其状态为ON，表明输出信号已在控制器内的寄存器中形成。如果输入/输出的某端口坏了，可以利用冗余端口，将程序稍作改动，就可以恢复正常运行。

   (3)第三层故障

    通过故障现象分析诊断PLC第三层故障。控制器内部电路实际上是一个单片机或单片机系统，若应用程序有误（如删改）可以重新输入备份程序，若不正常，可以编制一个简单的试验程序插入原程序之前，单独运行。如果所有分路都有故障，则故障可能在编码控制单元，应仔细检查相关电路及元件，必要时替换；如果是某一组分路都有故障，则可能是某一块锁存器芯片已损坏，应更换。判断控制器内CPU是否出现故障，可以将CPU主板中电池取出，用短接线在CPU与电池正、负极连接处短接放电，使用户程序消失，然后接好电池；再通过编程器，将一个仅有一个“END”语句的用户软件传输到CPU；断开所有的外部I/O控制与扫描、通信等，对CPU进行冷态启动，如果冷态启动仍然失败，说明包括CPU在内的主机箱系统的硬件需要再检查；当冷态启动正常时，说明主机系统没有故障，这时可以通过编程器或上位机重新下载用户程序，再将硬件和软件一点点地或分片与分区地投入，去寻找故障点。总之，当PLC控制系统出现故障时，首先定位故障点，然后借助测试工具加上逻辑推理逐层分析，最终把故障排除。