黎 波
引言：随着科技和生产技术的发展，生产规模的逐步扩大，工厂自动化程度的不断提高，现代计算机通信技术、传感技术、自动化控制系统的技术升级与广泛应用，PLC 在生产中应用的日趋广泛。对于PLC 系统的软硬件维护和故障排除也成为一件重要的工作。通过对PLC 设备的维修和教学经验的总结，可以看出，PLC 的大多数故障出自和PLC 外部连接的传感器和继电器上，或由PLC 外设引起的PLC 输入输出故障。因此，掌握PLC 软硬件故障检修，对于设备的安全稳定运行与正常生产具有重要的实际意义。 1.PLC 控制系统的主要故障
PLC 控制系统复杂，其主要故障可以分为两种，一种是PLC 核心控制系本身发生的故障，另一种是PLC
系统控制设备的故障。PLC 控制器的故障也可以进一步分为CPU 故障和接口输出故障。目前，PLC 技术已经十分成熟，其发生故障的概率十分低。多数故障集中在控制系统的设备故障。这一类故障在维护过程中比较简单，也属于常规维护方案的类型。虽然PLC 自身发生故障的概率比较低，但是其一旦发生故障就比较难以维修。在所有的故障类型中主要有输入输出故障以及电源问题。
留出你过冬的粮食在PLC 输入、输出部分，在电路上都采用了隔离措施，即外部电路和内部电路相互隔离，PLC 输入部分的故障主要是输入电压过高，而造成光电耦合器损坏；而PLC 输出部分大多是因为感性负载造成的。
直流电感性负载，采用续流二极管保护电路。对于继电器而言，由于继电器的线圈是一个很大的电感，它能以磁场的形式储存电能，所以当它吸合的时候会存储大量的磁场。当控制继电器的三极管由导通变为截至时，线圈就会断电，但此时线圈里磁场并未立即消失，该磁场将产生反向电动势，其电压可高达上百伏甚至上千伏，这样的高压很容易击穿三极管或造成继电器触点的熔焊。交流电感性负载，采用阻容吸收回路保护电路。用于吸收和消耗电路断开时感性负载产生的自感电动势，可防止过电压造成的击穿晶闸管或造成继电器触点的熔焊。阻容吸收回路中电阻可选用2W51～200欧；电容选用0.1～0.47uF，耐压高于电源的峰值电压。
2.PLC 系统软硬件常见故障自诊断
PLC 控制系统故障类型包括外部设备故障、系统故障、硬件故障和用户程序故障四部分。任何PLC 都具有自诊断功能，当PLC 异常时应该充分利用其自诊断功能以分析故障原因。
2.1PLC 基本单元上设置的各种LED 的指示灯状况
BATT 灯亮时，说明PLC 中的锂电池电压低，需要充电或更换电池；三菱PLC 使用手册中要求：当设备停滞不使用时，每个月要给PLC 上一次电，其实就是为锂电池充电。ERROR 指示灯闪烁时，说明用户程序有语法错误。PLC 中的一些指令必须成套使用，例如：MC 和MCR 指令；FOR 和NEXT 指令等等，如果没有成套使用PLC 就会报语法错误。ERROR 指示灯常亮时，说明CPU 运
碳纤维复合材料
算错误。判断故障的步骤：首先，判断是不是看门狗定时器错误。PLC 的工作方式是循环扫描的工作过程。三菱FX2N 系列PLC 扫描周期初始值为200ms。在这个过程中，一般包含五个阶段，内部处理与自诊断、外部通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新。一个完整的扫描周期可由自诊时间，通信时间，扫描I/O 时间和扫描用户程序时间相加。如果在一个扫描周期内，不能完成上述工作，PLC 故障指示灯ERROR 将常亮。解决方法：一是在程序中加入WDT 指令，通过“看门狗”WDT 来解决；二是修改D8000的设定值，延长PLC 的扫描周期；三是减少用户程序的步数。如果不是看门狗定时器错误，可能就是PLC 的硬件受损。但不要急于拆卸PLC，应先检查外围电源电路。第一，应先检查PLC 的电源接线，PLC 的POWER 指示灯亮了，并不能代表输入电源正常，一个LED 指示灯1.5V 就能点亮，但1.5V 并不能使PLC 正常运行。在正常的PLC 断电过程中，我们也会看到ERROR 灯亮。
第二，将PLC 的“+24”端子上的线拆掉，因为三线式接近开关等器件如果损坏，可能造成“+24”和“COM”断路，这种断路会造成ERROR 指示灯被点亮。第三，检查PLC 开关电源部分。
2.2通过检测错误用的软元件进行诊断
在用户程序中监控D8060～D8067的内容，查看错误代码。D8061：PLC 硬件错误。例如：扩展电缆没有接好。D8062：串行通讯错误0。例如：在电脑监控时，将通讯电缆拔下。D8063：串行通讯错误1。例如：和变频器通讯时，通讯参数设置不正确。
1.3使用编程软件GX Works2中的“PLC
诊断”功能
图1 PLC 诊断功能
3.PLC 控制系统的日常维护策略
3.1关键设备的更换
PLC 控制系统的日常维护工作中，需要定期维修和保养，并且每次保养的间隔时间不得超过半年，最好是每三个月进行一次维护保养。保养时要注意PLC 控制系统中一些关键设备的状态，如果需进行更换或者维护，要提前确认其相关型号，选择正确的维护方法。例如PLC 电源系统是易损、消耗设备，同时在系统中
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意机床自身的精度保证，这样才能保证机床的加工精度，如果精度超差了，就要及时的对机床自身的几何精度进行调整，尤其高精度的数控加工机床，要定期进行精度的检查与恢复。数控机床的液压系统也十分重要，数控机床的各轴移动都采用静压配合形式，还有一些功能输出，例如变速、松夹刀具 、各轴的夹紧等等，都需要稳定的液压系统，所以对于液压方面要尤为关注，严格按要求使用润滑油，定期的更换液压油，清洁更换过滤器滤芯，定期检查液压阀组的机械动作与电气控制。数控机床的传动部分也要稳定可靠，传动间隙要尽可能的小一些，一般最好控制在0.10-0.20mm以内，如果传动间隙过大，会造成位置检测系统的反馈误差加大，出现传动轴的轮廓监控报警，机床移动式产生抖动现象，造成加工精度的下降，尺寸精度也保证不了，尤其在运行多轴加工时，尺寸精度会超差。电气方面也可以对一些故障进行补偿性维修，
6 数控机床的维修管理
维修管理主要流程是，掌握设备日常的使用情况，及时发现设备隐患，判断设备故障原因，消除设备存在的缺陷，防范设备事故重现，延长设备使用寿命，持续改进管理方法。为此，首先要对机床进行日常的点检、巡检工作，对机床设备进行TPM管理，这样做的好处在于能提前预知机床系统可能潜在的故障问题，从而能达到及时预防故障的发生的目的。也要提高工作人员对设备的维护意识，要像爱护自己一样爱护自己所管理的机床，从而达到全员性维护保养的意识。
7 结语
机床故障的产生原因是多方面的。我们始终要贯彻一个理念就是，设备的维护在于养，而不在于修。就像安全第一，预防为主一样。基于我们探讨的可能会出现的问题，我们可以发现，问题解决与预防
的根本在于维修人员。维修人员的素质直接决定了结果，所以也要注重维修人员素质培训，储备人才。另外，还有就是在检修过程中，可能时间紧，任务中，环境差等，这也是对维修技术的一大考验，也要重点锻炼。在管理方面也要制定相关的规范与标准，树立正确的企业文化，并渗透到每个员工心中，最终的目的是落实到实际工作中。
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占据重要作用，因此必须对PLC控制系统中的电池元件进行定期更换和检查。此外，还有一些其他关键设备同样需要得到重视。
3.2连接设备的检查
一般情况下，PLC控制系统中的链接设备是采用焊接等方式，其具有牢固的特性，但也有一部分链接需要通过缆线进行连接，这些缆线在长期的工作状态下极易发生老化、短路等现象。因此，在日常维
护中要及时对系统中的链接设备进行检查，避免出现接口脱落、老化、开焊等情况，对PLC控制系统造成不必要的损害。
3.3硬件设备的清理
PLC控制系统是信息科技的产物，具有较高的精密性。但PLC 控制系统受到工作环境的限制，经常在一些比较恶劣的环境下工作，极易受到灰尘、油渍、水渍等杂物的干扰。因此，在日常维护中，必须定期对PLC控制系统进行清洁工作，保障系统工作环境的干净。并且要注意系统的防水、放电、防尘等处理和保护工作，防止污染物再次进入控制系统，影响其工作的稳定性。
3.4数控设备的通风
PLC控制系统与其他电子设备一样，需要较好的通风条件。避免因设备过热导致的设备失灵、故障等情况。因此，要对PLC 控制系统的通风设备做定期检查，及时清理通风扇等设备上的灰尘。尤其在夏季时，还要注意数控装置的散热设备工作状态，确保散热设备能够满足PLC控制系统的散热需求。
4.结论
PLC控制系统作为现代科技的成果，在提升效率的同时，也对后期维护提出了更高要求。PLC控制系统的故障诊断与排除包含硬件软件多方面、多领域的内容，因此在未来PLC技术发展中，还需要对PL
C控制系统的维护人员进行培养和发展，以此保障PLC 技术能够在现代车间生产中得以被广泛应用。维修人员也可以在自己的长期实践中摸索其规律，寻更为有效的方法。
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作者简介：
黎波（1992—），汉族，湖南常德，助教，研究生；研究方向：控制科学与工程
豫公网安备41160202000603
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