PLC可编程控制器的日常维护与检修方法

一、能力目标
    1.掌握plc可编程控制器的日常维护和定期检查。
    2.学习PLC可编程控制器的检修方法、技能。
二、项目使用设备、工具、材料
    PLC可编程控制器、双踪示波器、多路输出的直流稳压电源、数字万用表、信号发生器、常用电工工具
三、项目要求
    1.学会对PLC可编程控制器的日常维护和定期检查。
    2.了解PLC可编程控制器的自诊断内容及步骤。
    3.学习PLC可编程控制器的故障查找方法和检修方法、步骤。
 四、工艺要求
（一）日常维护
    1.日常清洁与巡查
    经常用干抹布和皮老虎对PLC的表面及导线间除尘去污，保持PLC工作环境的整洁和卫生；经常巡视、检查PLC的工作环境、工作状况、自诊断指示信号、编程器的监控信息及控制系统的运行情况，并做好记录，发现问题及时处理。
    2.编程器的使用
    编程器是PLC日常维护的重要内容。
    3.锂电池的更换   
    更换电池的方法如下：
        先给PLC充电1min以上，然后在3min之内电池更换完毕，具体操作步骤为：
   （1）准备好一个新的锂电池。
   （2）断开PLC的交流电源。
   （3）打开存储单元盖板，拔下备份电池插头。
   （4）在3min内从支架上取下旧电池，快速换上新电池。
   （5）盖上电池盖板。
   （6）接通PLC电源。

表1  定期检查一览表

（二）定期检查
（三）PLC的故障诊断与排除
 
图1    PLC控制系统的故障分布

1.故障的自诊断
PLC具有一定的自诊断能力，无论PLC自身故障还是外部设备故障，绝大部分都可由PLC的面板故障指示灯来判断故障部位，能够大大提高故障诊断的速度和准确性。
（1）电源指示灯(POWER)
        当PLC的工作电源接通并符合额定电压要求时，该灯亮；否则，说明电源有故障。
（2）运行指示灯(RUN)
      当编程器面板上的“PROGRAM/MONITOR”开关打在“MONITOR”位置(非编程状态)，该灯亮；否则，则说明PLC接线不正确或者CPU芯片、RAM芯片有问题。
（3）锂电池电压指示灯(BATT•V)
      锂电池电压正常时，该灯一直不亮；否则，说明锂电池的电压已经下降到额定值以下，提醒维修人员要在一周内更换锂电池。
 （4）程序出错指示灯(CPU•E)
      当PLC的硬件和软件都正常时，该灯不亮；当发生故障时，该灯有两种发光情况：
  ①若该灯闪烁，说明可能发生以下错误：
    a.程序出错，如程序语法错误、程序线路错误、定时器或计数器的常数丢失或超值等。
    b.锂电池电压不足。
    c.由于噪声干扰或线间短路等引起的PLC内“求和”检查错误。
  ②若该灯一直常亮，则说明可能发生以下错误：
    a.由于外来浪涌电压瞬时加到PLC时，引起程序执行出错。
    b.程序执行时间大于0.15s，引起监视器动作。
（5）输入指示灯
    有多少个输入端子，就有多少个输入指示灯。当PLC的输入端加上正常的输入时，输入指示灯应该亮；若正常输入而灯不亮或未加输入而灯亮，说明输入电路有故障。
（6）输出指示灯
    有多少个输出端子就有多少个输出指示灯。按照控制程序，当某个输出继电器通电时，该继电器的输出指示灯就应该亮，若某输出继电器指示灯亮而该路负载不动作，或输出继电器线圈未得电而指示灯亮，说明输出电路有问题，可能是输出触点因过载、短路而烧坏。
2.故障检查流程  
（1）总体检查 
   　根据总体检查的情况，先找出故障点的大方向，然后逐步细化，以找出具体的故障。
     PLC系统的检查是按照电源→系统→报警  → I/O接口 →工作环境的顺序逐一搜索故障区域。
（2）电源系统的检查 
（3）系统运行异常检查 
（4）系统报警检查
（5）输入输出检查
作I/O检查时首先应从导线、端子等入手。在系统发生故障后，首先考虑是否是电源故障外，着重应考虑是否为I/O故障。尤其是在系统正常运行过程中，突然发生故障而中止工作或报警时更是如此。
（6）工作环境的检查
   
3.常见故障的处理

表2  CPU模板常见故障处理

表3  输入模板常见故障处理

表4  输出模板常见故障处理 

（四）PLC系统的检修
    电子设备的检修主要包括：印刷电路板的拆卸、故障元件位置的确定、故障元件的更换、对修理的印刷电路板作测试。其中最困难的是故障元件的定位。故障模板检修步骤:
1.检修前的准备工作 
（1）资料准备 
（2）备件准备
（3）技术准备 
     技术准备主要是对维修人员提出的要求，主要包括：
 ①熟悉图纸，了解系统的整体功能，弄清每块板的功能，甚至每个元件的作用。
 ②熟练掌握各种测试设备和工具的使用方法。   
 ③积累维修经验，作好每次的维修记录(包括故障现象，故障定位过程，故障处理方法，修理后的测试或使用情况)，对每种故障情况进行分析及统计，逐步积累维修设备的经验。
 ④提高基础知识水平，自学有关电路、电子学和计算机硬软件方面的知识，经常参加一些专题讲座和学习班，在有条件的情况下，可到大专院校或研究所进行一段时间的进修等。
 2.检修的一般步骤 
（1）故障电路板的拆卸
   作好在修理好故障插件后可以保证恢复到原状态的所有工作。
（2）目测故障 
（3）用万用表检查直流电压
（4）故障元件位置的确定
    确定故障元件位置的方法主要有两种：一是利用常规的测试仪器，根据被测电路板的电路图和功能要求，逐一缩小可疑的区域，最后找出故障元件；另一种方法是使用专用的仪器(如逻辑分析仪等)和设备进行故障元件的定位。
①故障区域的确定  对简单的串联系统可采用从前向后或从后向前的测试过程，逐一将故障的可疑区域缩小。为了加快测试过程，还可采用二分法测试。如果系统不是一个简单的串行系统，而是一个具有反馈的复杂系统，则定位故障区域比较困难，有效的方法是将反馈环断开，把它当成一个串联系统进行故障区域的确定。
    在作具体测试时，可以先测直流信号，再测交流信号。因为直流测试时，常可不施加信号(只施加电源)，测试方便，直流电压的量测精度也较高。通常通过直流测试，可检查60％～70％的故障。
②故障元件位置的确定  为了确定故障元件，常采用以下方法：
    a.替换法  在备件充足而且替换容易实现的前提下，将故障区域内的器件逐一用完好的同一类器件替换，直到确定全部的故障元件。
    b.预猜法  先根据故障现象和测量数据，猜测有故障的器件，然后设计一个方案去验证这个猜测是否正确。
    c.分析法  根据测量数据作定量分析，以便从中提取有益于确定故障元件的信息。分析法的关键在于考虑问题的周密性，要将故障的全部可能性都考虑到，否则容易产生误诊断，无法查出真正的故障点。
（5）故障元件的替换 
    用好器件替换故障元件时应注意以下三点：
①故障元件拆卸时，首先要注意原器件管脚的插接方向，其次在焊下故障元件时注意不要损坏印制电路板和其它元件。
②替换元件的选择尽首先选用与被替换元件完全一致的器件，其次考虑使用参数，体积(外形)管脚基本相同的元器件代替。注意在替换前还需进行测试，确保替换元件的性能良好。
③替换元件安装时，必须进行仔细的校核。需要焊接的必须做清洁处理并挂锡，防止虚焊。元件需要成型的应仿原器件形状。如焊接面积很大，则应使用大功率的烙铁焊接，且焊点尽量呈半球形。
（6）检修后的测试和运行
 
五、检测标准
    观察各种指示灯显示应正常，输出负载工作正常。