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摘要：PLC控制系统的可靠性直接影响着企业生产的效率和安全。本文首先分析了PLC控制系统的具体应用情况，其次对PLC控制系统的常见故障进行分析并给出了相应的解决办法。
关键词：PLC；控制系统；应用；故障处理
近些年来，随着科技生产力的发展，PLC技术也有了突飞猛进的发展，从产生到现在，逐步实现了接线逻辑到存储逻辑、逻辑控制到数字控制、设备简单控制到运动、过程及集散等控制的各种跨越，在控制领域得到了极为广泛的应用。与其它控制器相比，PLC控制器具有以下几方面优势：具有极高的可靠性、抗干扰能力和极强的环境适应性。控制系统在运行过程中，PLC本身发生故障的概率很低，然而以其为核心部件的整个PLC控制系统连接的其它设备，例如：传感器、执行器等却很容易发生故障，导致控制系统出现异常，有时还会烧坏PLC，该企业造成严重的经济损失，严重时还可能危及人的生命安全。基于此，本文对PLC控制系统的应用与故障维护进行探讨。
1、PLC控制系统的应用
迄今为止，PLC控制系统在多个行业得到广泛应用，例如：机械制造、电力、交通运输、环保等，具体应用情况包括以下几方面：
1.1、开关量逻辑控制
在电路中，能够取代传统的继电器控制，实现电路运行过程中的逻辑、顺序控制，既能对单台设备进行控制，也能适用于多机控制，例如：机床、印刷机、电镀流水线及生产线等。
1.2、工业过程控制
在工业生产时，部分连续变化的量，例如：温度、压力及速度等，PLC能够通过数模转换及各种算法对其进行适当处理，完成闭环控制，目前最常用的是PID调节。
1.3、运动控制
通过设置专门的运动控制模块能实现对运动的控制，例如可通过步进或伺服电机的轴位置控制模块，这种控制被广泛应用于各种机械、机器人及电梯等领域。
1.4、数据处理
PLC控制系统通过各种数学运算、数据转换、排序等功能，能够实现对系统数据的采集、分析和处理。这种数据处理通常被用于造纸、冶金等大中型控制系统。
2、PLC控制系统的故障处理
笔者结合多年的实践经验，对PLC控制系统常出现的故障进行归纳分类，通常出现以下几种故障：
2.1、主机系统故障及处理
就PLC主机而言，最易出现故障的通常为电源系统、通讯网络系统及程序设计存在较大弊端。（1）电源故障及处理措施：PLC在正常运行过程中要靠电网供电，而电网在运行过程中由于开关操作时会出现浪涌、变频设备产生的谐波等对PLC的供电电路造成故障。虽然目前对PLC控制系统供电的电源都具有较好的隔离性，但是对其相连接设备的电源却并未足够重视，从而导致电源耦合而产生共模和差模干扰。基于此，除了对PLC采用较好的隔离电源外，还应该选择具有较小电容、抑制带大的配电器，以尽量减少PLC的干扰。
（2）空间辐射和环境造成的故障及处理措施：造成干扰从而引发故障的情况主要包括以下几种：第一，直接对PLC内部的辐射，由电路感应造成干扰；第二，对PLC通信内部的辐射，由通信线路感应造成干扰；第三，目前通常的接线方式为现场接线，这样就极易受到外界温度、湿度、老化等多方面的影响，从而导致故障。解决此种故障的主要措施是在进行设计时，要增加对设备的屏蔽，还要考虑外界各种因素的影响，例如：定期除尘、降温等，提高设备的管理水平。
（3）接地系统混乱的故障及处理措施：将整个系统接地不仅能提高电子设备的兼容性，还能对设备起到良好的屏蔽作用。然而由于接地混乱会导致整个控制系统各点电位不均，引发环路电流，对正常工作造成不良影响。为了解决此种故障，在进行接地时通常采用并联一点接地极串联一点接地方式。如果系统集中布置，可采用并联一点接地；反之，则采用串联一点接地。对于信号源接地，要遵循以下原则：如果信号源接地，屏蔽层应在信号侧接地；如果信号源不接地，屏蔽层则接在PLC侧；若信号中间有接头时，要对屏蔽层进行绝缘处理，同时不能进行多点接地。
（4）程序故障及处理措施：PLC对现场信号具有极快的反应速度，外界设备的任何微小变化，例如：噪声、误动作等，都会在系统程度得到相应，从而引发系统故障。所以在PLC控制系统的输入端设计时必须增加定时器滤波电路，滤除掉瞬间错误信号，提高系统的可靠性和安全性。
2.2、端口设备故障及处理
PLC控制系统最容易出现故障的环节是I/0端口，该端口承担着各类信号的传输，若遇到外部信号的干扰，就会导致I/O端口工作异常，严重时会导致损坏。对于隔离性能差的系统，还会造成各种类型信号的互相干扰，造成PLC控制系统总线回流，从而导致误动作或死机。为了尽量减少此类故障的出现，首先在安装使用时要严格按照要求，避免随意减少保护装置；其次对于系统中存在的主要干扰源，要进行必要的隔离处理，尽量减少电磁干扰。
2.3、现场设备的故障及处理
对于工作环境恶劣的现场，例如：冶金、多尘及高作业等，极易造成设备系统出现故障。常见的设备故障主要包括以下几种：（1）对于继电器、接触器及开关故障。处理措施为尽量选用高性能元件，改善外部工作环境；（2）对于阀门或闸板等设备故障。处理措施为在使用过程中加强巡检，一旦出现异常，随时更换或维修元件；（3）对于极限位置、安全保护的故障。处理措施为定期维护，确保设备处于正常工作状态等；（4）对于传感器及仪表类故障。处理措施要在程序内部设置软件滤波。
3、结束语
综上所示，PLC控制系统的故障繁琐复杂，为了尽量减少故障的出现，要考虑各个方面的因素，采取合理有效的措施进行预防，同时在PLC控制系统运行过程中要加强对故障高发点的巡检和维护，以确保PLC控制系统的正常工作。
参考文献：
[1] 汤媛.PLC控制系统产生干扰的原因及抗干扰措施[J].石油化工建设， 2010，27（3）：58-63.
[2] 邵麦顿.提高可编程序控制器可靠性措施分析[J].工业控制计算机，2011，19（1）：78-79.
[3] 刘美俊.PLC的故障诊断与维护方法[J].中华纸业，2009，27（3）：67-69.
关键词：PLC；控制系统；应用；故障处理
近些年来，随着科技生产力的发展，PLC技术也有了突飞猛进的发展，从产生到现在，逐步实现了接线逻辑到存储逻辑、逻辑控制到数字控制、设备简单控制到运动、过程及集散等控制的各种跨越，在控制领域得到了极为广泛的应用。与其它控制器相比，PLC控制器具有以下几方面优势：具有极高的可靠性、抗干扰能力和极强的环境适应性。控制系统在运行过程中，PLC本身发生故障的概率很低，然而以其为核心部件的整个PLC控制系统连接的其它设备，例如：传感器、执行器等却很容易发生故障，导致控制系统出现异常，有时还会烧坏PLC，该企业造成严重的经济损失，严重时还可能危及人的生命安全。基于此，本文对PLC控制系统的应用与故障维护进行探讨。
1、PLC控制系统的应用
迄今为止，PLC控制系统在多个行业得到广泛应用，例如：机械制造、电力、交通运输、环保等，具体应用情况包括以下几方面：
1.1、开关量逻辑控制
在电路中，能够取代传统的继电器控制，实现电路运行过程中的逻辑、顺序控制，既能对单台设备进行控制，也能适用于多机控制，例如：机床、印刷机、电镀流水线及生产线等。
1.2、工业过程控制
在工业生产时，部分连续变化的量，例如：温度、压力及速度等，PLC能够通过数模转换及各种算法对其进行适当处理，完成闭环控制，目前最常用的是PID调节。
1.3、运动控制
通过设置专门的运动控制模块能实现对运动的控制，例如可通过步进或伺服电机的轴位置控制模块，这种控制被广泛应用于各种机械、机器人及电梯等领域。
1.4、数据处理
PLC控制系统通过各种数学运算、数据转换、排序等功能，能够实现对系统数据的采集、分析和处理。这种数据处理通常被用于造纸、冶金等大中型控制系统。
2、PLC控制系统的故障处理
笔者结合多年的实践经验，对PLC控制系统常出现的故障进行归纳分类，通常出现以下几种故障：
2.1、主机系统故障及处理
就PLC主机而言，最易出现故障的通常为电源系统、通讯网络系统及程序设计存在较大弊端。（1）电源故障及处理措施：PLC在正常运行过程中要靠电网供电，而电网在运行过程中由于开关操作时会出现浪涌、变频设备产生的谐波等对PLC的供电电路造成故障。虽然目前对PLC控制系统供电的电源都具有较好的隔离性，但是对其相连接设备的电源却并未足够重视，从而导致电源耦合而产生共模和差模干扰。基于此，除了对PLC采用较好的隔离电源外，还应该选择具有较小电容、抑制带大的配电器，以尽量减少PLC的干扰。
（2）空间辐射和环境造成的故障及处理措施：造成干扰从而引发故障的情况主要包括以下几种：第一，直接对PLC内部的辐射，由电路感应造成干扰；第二，对PLC通信内部的辐射，由通信线路感应造成干扰；第三，目前通常的接线方式为现场接线，这样就极易受到外界温度、湿度、老化等多方面的影响，从而导致故障。解决此种故障的主要措施是在进行设计时，要增加对设备的屏蔽，还要考虑外界各种因素的影响，例如：定期除尘、降温等，提高设备的管理水平。
（3）接地系统混乱的故障及处理措施：将整个系统接地不仅能提高电子设备的兼容性，还能对设备起到良好的屏蔽作用。然而由于接地混乱会导致整个控制系统各点电位不均，引发环路电流，对正常工作造成不良影响。为了解决此种故障，在进行接地时通常采用并联一点接地极串联一点接地方式。如果系统集中布置，可采用并联一点接地；反之，则采用串联一点接地。对于信号源接地，要遵循以下原则：如果信号源接地，屏蔽层应在信号侧接地；如果信号源不接地，屏蔽层则接在PLC侧；若信号中间有接头时，要对屏蔽层进行绝缘处理，同时不能进行多点接地。
（4）程序故障及处理措施：PLC对现场信号具有极快的反应速度，外界设备的任何微小变化，例如：噪声、误动作等，都会在系统程度得到相应，从而引发系统故障。所以在PLC控制系统的输入端设计时必须增加定时器滤波电路，滤除掉瞬间错误信号，提高系统的可靠性和安全性。
2.2、端口设备故障及处理
PLC控制系统最容易出现故障的环节是I/0端口，该端口承担着各类信号的传输，若遇到外部信号的干扰，就会导致I/O端口工作异常，严重时会导致损坏。对于隔离性能差的系统，还会造成各种类型信号的互相干扰，造成PLC控制系统总线回流，从而导致误动作或死机。为了尽量减少此类故障的出现，首先在安装使用时要严格按照要求，避免随意减少保护装置；其次对于系统中存在的主要干扰源，要进行必要的隔离处理，尽量减少电磁干扰。
2.3、现场设备的故障及处理
对于工作环境恶劣的现场，例如：冶金、多尘及高作业等，极易造成设备系统出现故障。常见的设备故障主要包括以下几种：（1）对于继电器、接触器及开关故障。处理措施为尽量选用高性能元件，改善外部工作环境；（2）对于阀门或闸板等设备故障。处理措施为在使用过程中加强巡检，一旦出现异常，随时更换或维修元件；（3）对于极限位置、安全保护的故障。处理措施为定期维护，确保设备处于正常工作状态等；（4）对于传感器及仪表类故障。处理措施要在程序内部设置软件滤波。
3、结束语
综上所示，PLC控制系统的故障繁琐复杂，为了尽量减少故障的出现，要考虑各个方面的因素，采取合理有效的措施进行预防，同时在PLC控制系统运行过程中要加强对故障高发点的巡检和维护，以确保PLC控制系统的正常工作。
参考文献：
[1] 汤媛.PLC控制系统产生干扰的原因及抗干扰措施[J].石油化工建设， 2010，27（3）：58-63.
[2] 邵麦顿.提高可编程序控制器可靠性措施分析[J].工业控制计算机，2011，19（1）：78-79.
[3] 刘美俊.PLC的故障诊断与维护方法[J].中华纸业，2009，27（3）：67-69.