西門子PLC故障實例分析范文

本站小編為你精心準備了西門子PLC故障實例分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《電子技術與軟件工程雜志》2015年第五期

1PLC控制系統故障與故障分析處理方式

1.1PLC控制系統的故障現象2011年12月4日，在進行生產的過程中，冷床區的PLC控制系統，驟然頻頻發生故障，生產設備被迫停運。該PLC控制系統由西門子公司的電源模塊，CPU315-2DP，CPU-343通訊模塊，SM321的數字輸入模塊和SM322的數字輸出模塊，SM331的模擬量輸入模塊等構成。故障現象是plc控制系統出現無規律死機的情況。死機以后，CPU的指示燈均呈現紅色閃爍狀，并且CPU無法復位。我們首先采用斷電重啟的方式對CPU進行復位。但是故障還是會無規律的出現。

1.2PLC控制系統故障分析與處理措施

1.2.1在線診斷出現停機故障時，在STEP7中打開在線窗口，在線診斷CPU的診斷緩沖區，在DiagnosticBuffer標簽頁沒有發現明確的故障信息，因此我們在程序里面重新加入了OB80（時間錯誤處理組織塊），OB82（診斷中斷處理組織塊）,OB85（優先級錯誤處理組織塊），0B86（機架故障組織塊），OB87（通信錯誤組織塊），OB121（編程錯誤組織塊），OB122（I/O訪問錯誤組織塊）組織塊，來排除OB組織塊沒有下裝時導致死機故障的原因。

1.2.2測試原程序考慮到程序使用過程中如果產生死循環也是導致停機故障的原因，因此我們首先將下位程序重新下載并認真查看分析了原程序是否有死循環的程序存在，并檢測測試程序結構是否正常。

1.2.3檢查DP頭和PROFIBUS網絡考慮到DP頭和PROFIBUS-DP網絡出現屏蔽不良的情況，也有可能造成停機故障。因此，安排人員對DP頭和PROFIBUS-DP網絡進行了檢查，檢查結果顯示為正常。

1.2.4替換通訊模件和CPU模塊我們通過分析認為如果機架上的CPU-343通訊模件和CPU315-2DP模塊出現故障時，也有可能引發停機故障，所以又安排人員對冷床區的CPU-343通訊模件和CPU315-2DP模塊進行了更換，并且考慮到現場環境粉塵重，因此我們先用壓縮空氣將控制板上的粉塵吹凈，再用95%的酒精清洗插槽及控制板的插頭，清洗完畢之后細心組裝，但是仍舊沒有排除停機故障。

1.2.5更換電源模件和DI模塊我們懷疑該故障是由直流24伏供電系統故障引起的，所以更換了直流24伏供電設備，同時還考慮到有可能是由負責監控設備狀態量SM321數字輸入模件引起的，所以還對數字輸入模件進行了清理與更換。但是仍然不斷的發生故障，由此判斷該故障不是由直流24伏供電設備與數字輸入模件引起的。

1.2.6分析干擾，采取相應處理措施在通過上訴一系列的檢查、排除工作之后，還是沒有真正解決停機故障。我們通過查閱相關資料并結合現場情況懷疑現場存在很大的干擾問題。雖然PLC控制系統安裝在控制室里，但是控制室里存在強電電路和強電設備形成了惡劣的電磁環境。再加上，之前進行了改造工作，由于當時時間緊迫，為了盡快生產所以在改造時線路混亂，接地系統不規范，而且冷床區的PLC控制系統緊挨隔壁的化纖廠，腐蝕性氣體對PLC控制系統的影響很大，因此PLC控制系統的抗干擾性能差。如果PLC控制系統受到干擾將影響系統信號，造成系統信號錯誤，PLC程序丟失，發生停機故障，而在這時停機故障發生頻繁，我們發現PLC程序丟失，因此我們就從干擾問題上進行分析，從接地保護，接地方式，屏蔽和抗噪聲等多方面進行了處理。（1）對PLC控制柜外的強電設備的處理對其外殼、柜體、柜架、機座及操作手柄等金屬機構進行了良好的接地保護。（2）對PLC控制系統控制電源抗干擾的處理措施。由于PLC控制系統的正常供電是220V，如果受到空間電磁干擾時會在線路上形成感應電壓和電路，很容易造成電壓缺口或尖峰。因此我們采用抗干擾性能更好的隔離變壓器來抑制對PLC控制系統控制電源的干擾。PLC，I/O模塊電源常用DC24V，也增加了隔離變壓器來抑制干擾，使經過整流橋整流后能達到穩定的直流電壓。（3）規范PLC控制柜的線路：與PLC控制系統連接的各類信號傳輸線，會通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入電網干擾，也會受空間電磁輻射感應的干擾。這些干擾有可能導致了信號間的相互干擾，引起共地系統總線回流，造成死機故障。因此我們將直流和交流電壓的數字量信號線以及模擬量信號線更換成各自獨立的屏蔽電纜，帶屏蔽的信號線電纜與220V的電源電纜同裝在同一電纜槽內，但是為了改進抗噪性能，兩線間隔在10CM左右。其他電纜裝在單獨的一個電纜槽內。（4）規范PLC控制系統的接地系統：包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地。接地系統能有效的抑制PLC控制系統的電磁干擾影響。我們發現之前電纜的屏蔽層，采用了兩端接地的方式，這是錯誤的。電纜的屏蔽層必須一端接地，如果兩端接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當在異常狀態時接地電流會很大，就有可能造成丟程序，死機故障。而且PLC控制系統的接地系統是和其他強電設備的接地系統混在一起的，這樣如果產生地環流在地線上就會形成不等電位分布，有可能造成PLC控制系統死機故障，因此我們將PLC控制系統的接地系統單獨接地。（5）屏蔽PLC機殼，在PLC機殼地板上加裝一塊等位屏蔽板，使用截面積不小于10mm2的銅導線連接以構成等位屏蔽體，可以有效的消除了電磁干擾。并用粗短的銅線將PLC地板與中央接地點連接以防噪音干擾。

2結論

經過這次故障排查可以得出PLC死機的常見原因包括硬件和軟件兩個方面。而PLC系統的抗干擾能力會影響到整個系統的可靠運行。要提高PLC控制系統可靠性，不僅要求PLC生產廠家提高設備的抗干擾能力，而且要求工程設計，安裝施工和使用維護中引起高度重視，才能增強系統的抗干擾性能。在實際運作過程中，PLC設備故障具有多樣性的特點，因此要想提升PLC控制系統故障處理水平,工作人員就得不斷強化專業知識并總結經驗，同時還要選用有效的監控方式，使用正確的解決方法。

作者：余春燕單位：攀鋼集團成都鋼釩有限公司