控制系统的常见故障及分布

3.2.1　PLC控制系统的常见故障及分布

PLC控制系统的可靠性通常用平均无故障时间，即平均故障时间间隔（MTBF）来衡量。它表示系统从发生故障进行修理到下一次发生故障的时间间隔的平均值。在实际中为了保障系统的正常运行，定期对PLC系进行检查和维护是必不可少的，因此必须熟悉故障诊断和排除方法。

PLC控制系统的故障一方面来自于外部设备，如各种开关、传感器、执行机构和负载等，另一方面来自于系统内部本身，如CPU、存储器、系统总线、电源、电池、程序出错、程序执行时间大于PLC规定时间、I/O编号错等。

1）PLC控制系统的常见故障

PLC控制系统的常见故障可分为以下几类：

（1）PLC外部设备故障

外部设备即与实际生产过程直接联系的各种部件，如传感器、接触器、电动机等。这部分设备若发生故障，则直接影响系统的控制功能，如某一接触器由于某种原因烧毁，其触头不能闭合，则其所控制的电动机不能运转；由于现场环境恶劣，造成线路绝缘老化，短路接地，从而引起PLC电源跳闸；由于系统接地不良，造成干扰信号严重使整个系统信号混乱等。该种故障一般由设备的质量与寿命导致，约占整个系统总故障的96%。

传感器及仪表等的故障在控制系统中一般反映为信号的不正常。这类设备在安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽量与动力电缆，特别是高干扰的变频器输出电缆分开敷设，而且要在PLC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理和日常点巡检有关，发现问题时应及时处理。

（2）PLC硬件故障

这类故障一般比较明显，且影响也是局部的。该类故障是由于组成系统的模板（特别是I/O模板）损坏造成的。它们主要是由于使用不当（如PLC没有可靠的接地）或者模板内元件老化导致。

（3）PLC软件故障

该类故障主要是由软件本身的错误引起的。在实际工程应用中，由于软件工作复杂、工作量大，该类错误几乎难以避免，所以，在设计软件的时候应充分考虑到软件的可靠性问题。

2）PLC控制系统的故障分布

大量的统计分析与实践经验已经证明，PLC本身一般是很少发生故障的，即使发生故障时也可利用本身的自诊断功能进行检查。控制系统故障主要发生在各种外部设备，常见的有行程开关、接触器、检测元件等触点的损坏；控制逻辑出现了错误等。PLC控制系统的故障分布如图3.9所示。

图3.9　PLC控制系统的故障分布

当故障发生时，首先应定位故障发生在哪里。确定发生在PLC内部还是外部，是在I/O回路还是在控制器内部，是PLC硬件故障还是软件故障。