西门子S7-1200是一款紧凑型、模块化的PLC，可完成简单逻辑控制、高级逻辑控制、HMI 和网络通信等任务。对于需要网络通信功能和单屏或多屏HMI的...
PLC控制回路故障的判断和检修方法与技巧
接线图
2023年10月06日 12:45 262
admin
近年来，随着社会的发展，PLC可编程序控制器在工业生产中得到了广泛的使用，但是其维护检修方法和技巧，很多电工都不得法，笔者长期在生产一线工作，从事电气设备的维护检修和管理工作，对PLC开发应用和维修工作特别感兴趣，积累了较多行之有效的经验和技巧。
1、PLC输入与输出
一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统，所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号，就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备，会束手无策，查找故障的速度会特别慢。
鉴于这种情况，我们根据电气原理图绘制一张表格，贴在设备的控制台或控制柜上，标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号，中文名称，即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入输出表格，对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。
但对于那些对操作过程不熟悉，不会看梯形图的电工来说，就需要再绘制一张表格：PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路（触发元件、关联元件）和输出回路（执行元件）的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表，检修电气故障，不带图纸，也能轻松自如。
2、输入回路检修
判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏，可在PLC通电情况下（最好在非运行状态，以防设备误动作），按下按扭（或其他输入接点），这时对应的PLC输入点端子与公共端被短接，按扭所对应的PLC输入指示灯亮，说明此按扭及线路正常。
灯不亮，可能按扭坏、线路接触不良或者断线。若进一步判断，按扭如果是好的，那么用万用表的一根表笔，一头接PLC输入端的公共端，另一头接触所对应的PLC输入点（上述操作要小心，千万不要碰到220V或110V输入端子上）。此时指示灯亮，说明线路存在故障。指示灯不亮，说明此PLC输入点已损坏（此情况少见，一般强电入侵所致）。
3、输出回路检修
对于PLC输出点（这里仅谈继电器输出型），若动作对象所对应的指示灯不亮，在确定PLC在运行状态下，那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入回路出故障，按前面讲的，检查输入回路。
若所对应的指示灯亮，但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作，先查电磁阀控制电源及保险器，最简便的方法，用电笔去量所对应PLC输出点的公共端子。电笔不亮，可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮，说明电源是好的，所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。
排除电磁阀、接触器、线路等故障后，仍不正常，就利用万用表一只表笔，一头接对应的输出公共端子，另一头接触所对应的PLC输出点，这时电磁阀等仍不动作，说明输出线路出故障。
如果这时电磁阀动作，那么问题在PLC输出点上。由于电笔有时会虚报，可用另一种方法分析，用万用表电压档量PLC输出点与公共端的电压，电压为零或接近零，说明PLC输出点正常，故障点在外围。若电压较高，说明此触点接触电阻太大，已损坏。
另外，当指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器等动作，这可能此输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来，再用万用表电阻档去量输出点与公共端的电阻，若电阻较小，说明此触点已坏，若电阻无穷大，说明此触点是好的，应是所对应的输出指示灯已坏。
4、程序逻辑推断
现在工业上经常使用的PLC种类繁多，对于低端的PLC而言，梯形图指令大同小异，对于中高端机，许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解，否则阅读很困难，看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程，看起来比较容易。
若进行电气故障分析，一般是应用反查法或称反推法，即根据输入输出对应表，从故障点找到对应PLC的输出继电器，开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明，查到一处问题，故障基本可以排除，因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。
5、PLC自身故障判断
一般来说，PLC是极其可靠的设备，出故障率很低，但由于外部原因，也可导致PLC损坏。
例1：一只工作电源为220V的接近开关，其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电源线共用一根4芯电缆，一次该接近开关损坏，电工更换时，错把电源的零线与输入的PLC的公共线调错，导致送电时烧坏了3路PLC输入点。
例2：一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断，导致接入PLC220V电源升到380V，烧坏了PLC底部的电源模块，后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。
例3：西门子S7-200的PLC输出公共端标1L、2L等，工作电脑为ACL1N表示，+24V电源为L+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子，送电瞬间即将烧坏PLC24V电源。
根据长期工作经验可以知道，PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零，PLC输入点如不是强电入侵所致，几乎也不会损坏，PLC输出继电器的常开点，若不是外围负载短路或设计不合理，负载电流超出额定范围，触点的寿命也很长。
因此，我们查找电气故障点，重点要放在PLC的外围电气元件上，不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题，这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的，因此笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修，重点不在PLC本身，而是PLC所控制回路中的外围电气元件。
1、PLC输入与输出
一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统，所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号，就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备，会束手无策，查找故障的速度会特别慢。
鉴于这种情况，我们根据电气原理图绘制一张表格，贴在设备的控制台或控制柜上，标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号，中文名称，即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入输出表格，对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。
但对于那些对操作过程不熟悉，不会看梯形图的电工来说，就需要再绘制一张表格：PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路（触发元件、关联元件）和输出回路（执行元件）的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表，检修电气故障，不带图纸，也能轻松自如。
2、输入回路检修
判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏，可在PLC通电情况下（最好在非运行状态，以防设备误动作），按下按扭（或其他输入接点），这时对应的PLC输入点端子与公共端被短接，按扭所对应的PLC输入指示灯亮，说明此按扭及线路正常。
灯不亮，可能按扭坏、线路接触不良或者断线。若进一步判断，按扭如果是好的，那么用万用表的一根表笔，一头接PLC输入端的公共端，另一头接触所对应的PLC输入点（上述操作要小心，千万不要碰到220V或110V输入端子上）。此时指示灯亮，说明线路存在故障。指示灯不亮，说明此PLC输入点已损坏（此情况少见，一般强电入侵所致）。
3、输出回路检修
对于PLC输出点（这里仅谈继电器输出型），若动作对象所对应的指示灯不亮，在确定PLC在运行状态下，那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入回路出故障，按前面讲的，检查输入回路。
若所对应的指示灯亮，但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作，先查电磁阀控制电源及保险器，最简便的方法，用电笔去量所对应PLC输出点的公共端子。电笔不亮，可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮，说明电源是好的，所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。
排除电磁阀、接触器、线路等故障后，仍不正常，就利用万用表一只表笔，一头接对应的输出公共端子，另一头接触所对应的PLC输出点，这时电磁阀等仍不动作，说明输出线路出故障。
如果这时电磁阀动作，那么问题在PLC输出点上。由于电笔有时会虚报，可用另一种方法分析，用万用表电压档量PLC输出点与公共端的电压，电压为零或接近零，说明PLC输出点正常，故障点在外围。若电压较高，说明此触点接触电阻太大，已损坏。
另外，当指示灯不亮，但对应的电磁阀、接触器等动作，这可能此输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来，再用万用表电阻档去量输出点与公共端的电阻，若电阻较小，说明此触点已坏，若电阻无穷大，说明此触点是好的，应是所对应的输出指示灯已坏。
4、程序逻辑推断
现在工业上经常使用的PLC种类繁多，对于低端的PLC而言，梯形图指令大同小异，对于中高端机，许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解，否则阅读很困难，看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程，看起来比较容易。
若进行电气故障分析，一般是应用反查法或称反推法，即根据输入输出对应表，从故障点找到对应PLC的输出继电器，开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明，查到一处问题，故障基本可以排除，因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。
5、PLC自身故障判断
一般来说，PLC是极其可靠的设备，出故障率很低，但由于外部原因，也可导致PLC损坏。
例1：一只工作电源为220V的接近开关，其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电源线共用一根4芯电缆，一次该接近开关损坏，电工更换时，错把电源的零线与输入的PLC的公共线调错，导致送电时烧坏了3路PLC输入点。
例2：一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断，导致接入PLC220V电源升到380V，烧坏了PLC底部的电源模块，后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。
例3：西门子S7-200的PLC输出公共端标1L、2L等，工作电脑为ACL1N表示，+24V电源为L+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子，送电瞬间即将烧坏PLC24V电源。
根据长期工作经验可以知道，PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零，PLC输入点如不是强电入侵所致，几乎也不会损坏，PLC输出继电器的常开点，若不是外围负载短路或设计不合理，负载电流超出额定范围，触点的寿命也很长。
因此，我们查找电气故障点，重点要放在PLC的外围电气元件上，不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题，这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的，因此笔者所谈的PLC控制回路的电气故障检修，重点不在PLC本身，而是PLC所控制回路中的外围电气元件。
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