PLC控制回路故障的判断和检修方法与技巧.docx

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1、近年来，随着社会的发展，P1.C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P1.C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、P1.C输入与输出一只小小的P1.C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P1.C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P1.C输入输出端

2、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：P1.C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P1.C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

3、应的P1.C输入点端子与公共端被短接，按扭所对应的P1.C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P1.C输入端的公共端，另一头接触所对应的P1.C输入点（上述操作要小心,千万不要碰到220V或UoV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P1.C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P1.C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P1.e在运行状态下，那么说明此动作对象的P1.C输入输出逻辑功能没有满足，也就是说输入

4、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P1.C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P1.C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P1.C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P1.C输出点与公共端的电压，电压为零或接近

5、零，说明P1.C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，己损坏。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P1.C种类繁多，对于低端的P1.C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o若进行电气故障分析，一般是应

6、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P1.C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、P1.C自身故障判断一般来说，P1.C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P1.C损坏。例1：一只工作电源为220V的接近开关，其输入P1.C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P1.C的公共线调错，导致送电时烧坏了3路P1.C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P1.C

7、220V电源升到38OV,烧坏了P1.C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P1.C输出公共端标I1.、21.等，工作电脑为AC1.IN表示，+24V电源为1.+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把1.+M当作220V电源端子，送电瞬间即将烧坏P1.C24V电源。根据长期工作经验可以知道，P1.C、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零，P1.C输入点如不是强电入侵所致，几乎也不会损坏，P1.C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P1.

8、C的外围电气元件上，不要总是怀疑P1.C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P1.C控制回路的电气故障检修，重点不在P1.C本身,而是P1.C所控制回路中的外围电气元件。附P1.C控制回路详解一、控制回路的基本要求1 .能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸，并在跳、合闸动作完成后，自动切断跳合闸脉冲电流（因为跳、合闸线圈是按短时间带电设计的）。2 .能够反应断路器的分、合闸位置状态。3 .能监视下次操作时分、合闸回路的完整性。4 .具有防止断路器多次重复动作的防跳回路。5 .有完善的跳、合闸闭锁回路。二、典型的控制回路Ol基本的

9、跳、合闸回路上图为简化后的跳、合闸原理图，+KM和-KM代表正、负电源，D1.为断路器辅助触点，HQ、TQ分别为合、跳闸线圈。注意：手合/遥合/重合闸动作接点并不是同一个合闸出口接点，手跳/遥跳/保护跳也不是同一个跳闸出口接点，此处简化是为了方便理解。假定断路器在合闸状态，断路器辅助接点D1.常开接点闭合。当保护装置发跳闸命令，跳闸出口接点闭合，通过正电源一跳闸出口接点一D1.-TQf负电源构成回路，跳闸线圈TQ得电，断路器跳闸。断路器完成跳闸动作后，D1.常开接点断开跳闸回路，D1.常闭接点闭合，为下次合闸做准备。断路器合闸过程同理，此处不再赘述。利用D1.常开接点断开跳闸电流，一是为了防止

10、跳闸出口接点粘连造成跳闸线圈TQ烧坏（因为TQ的热容量是按短时通电来设计的）；二是因为如果由跳闸出口接点来断开跳闸电流，由于接点的断弧容量不够，容易造成接点烧坏，这就为下一次保护跳闸（或合闸）埋下了隐患且不易被发现。02监视回路以上的回路是不能满足实际需要的，前面提到的控制回路的基本要求，控制回路应该能够反映断路器的位置状态以及跳合闸回路的完整性。所以我们在回路中增加了TWJ、HWJ来监视跳闸回路、合闸回路的完整性。图中用绿色表示。HWJ和TWJ分别为合、分闸监视继电器。当开关在分位时，D1.常闭触点闭合，TWJ继电器所在回路导通,TWJ动作,在本图下方的TWJ常开触点闭合，分位指示灯点亮，反

11、应断路器在分闸位置，合闸回路完好。同理合位指示灯亮时，指示断路器在合闸位置，跳闸回路完好。此时有一个问题需要思考？在分闸监视回路导通时，有电流流过合闸线圈HQ,会不会引起断路器合闸误动作？答案是不会的，因为在分闸监视回路中串入了限流电阻R,回路中流经的电流会很小，低于合闸线圈HQ的启动电流值，因此并不会合闸。03跳、合闸保持回路在分、合闸操作时，发出的遥合/分指令一般为几百毫秒的高电平脉冲，为防止该脉冲在分、合闸操作结束前失效，保证分、合闸动作完全，需要加入保持回路。直观上讲就是为了防止跳、合闸出口接点先于D1.辅助接点断开，导致分、合闸动作未完成，因此增加了跳、合闸自保持回路。详见图中蓝色部

12、分。其中HBJ和TBJ分别代表合、跳闸保持继电器，Sl代表储能弹簧的行程节点。当合闸操作时，HBJ继电器导通，HBJ常开触点闭合，这时无论合闸出口接点是否断开，合闸回路都会通过HBJ触点导通，完成合闸操作，此时无论合闸出口接点是否先于D1.辅助接点断开，都不会影响断路器合闸。分闸同理。但是增设HBJ继电器有一个弊端，发出合闸命令HBJ动作后，此时合闸回路的通断完全由辅助接点D1.决定，如果弹簧未储能，断路器无法正常合闸，D1.常闭触点就一直闭合，合闸电流一直存在，易烧毁HQ,所以要串入储能弹簧的行程节点S1.04合后继电器(KKJ)断路器分、合闸操作一般有就地手动、远方遥控以及保护装置自动控制

13、三种方式，控制回路应该具有区分保护装置动作和人为操作断路器的功能，所以还应加入合后继电器（KKJ）,详见图中紫色部分。前面我们介绍过手合/遥合/重合闸并不是一个接点，结合图中的紫色部分我们可知：CHJ为重合闸接点，TJ为保护跳闸接点，YHJ为遥控合闸接点YTJ为遥控分闸接点，HHJ为合后继电器，QK为开关操作把手简单介绍一下QK开关把手当把手位置在远方时，、接点导通，可进行遥控操作。当把手位置在就地合闸时，接点导通，完成就地合闸操作。当把手位置在就地分闸时，接点导通，完成就地分闸操作。图中的KKJ继电器为双位继电器，当手动（遥控）合闸时，KKJ继电器动作，置“1”，并且始终保持直到分闸才返回；

14、当手分/遥分触点闭合时，KKJ继电器返回，置0，并且始终保持直到合闸才返回。由于存在二极管（单向导通），CHJ和TJ是不会触发KKJ继电器的，KKJ的作用是用来判断是正常的分合闸操作，还是故障时保护装置的跳合闸动作。当正常的分合闸操作时，KKJ应变位，当保护动作跳合闸时，KKJ应不变位。KKJ的常开接点提供给“事故总”信号以及重合闸装置使用。05防跳回路所谓防跳并不是防止“跳闸”而是防止“跳跃”。跳跃指的是由于某种原因，造成断路器不断重复跳合一跳合一跳的过程。导致跳跃的原因如下：发生跳跃会导致导致故障电流多次冲击，损坏断路器甚至爆炸。防跳回路详见图中红色部分，其中TBJV为防跳继电器。当保护装

15、置动作时，跳闸回路中有电流流过，防跳回路中的TBJ常开触点闭合，此时如果发生合闸触点黏连的情况，合闸命令一直发出，那么合闸触点一TBJVfTBJ这条回路导通，防跳电压继电器TBJV将会电压自保持，自保持中的TBJV触点闭合，在HBJ旁的TBJV常闭触点将断开，切断合闸回路，防止断路器“跳跃二如果跳闸期间没有分闸命令存在，则在断路器完成分闸后，跳闸回路被D1.常开接点断开，TBJ电流线圈失电，此时由于合闸接点一直是断开的，不能形成TBJV电压自保持，复归。TBJV重新闭合，合闸回路完好，不影响下次的跳合闸。由以上动作过程，我们可以看出防跳的本质就是“防合”，将断路器保持在“跳闸”状态，防跳由跳闸

16、回路防跳电流继电器TBJ启动，合闸回路防跳电压继电器TBJV保持实现。下面来思考两个问题：防跳回路的存在会不会影响正常的合闸？不会影响正常合闸的，因为在正常的分合闸过程中，分闸指令发出后TBJ启动防跳回路，同时自保持跳闸回路，在跳闸完成后辅助接点D1.会切断跳闸回路，TBJ失电，退出防跳回路。此时并不会影响正常合闸。会不会出现TBJ还未启动防跳回路，辅助接点D1.就已经断开跳闸回路的情况？如果TBJ动作不迅速，快速完成跳闸后，TBJ不能合上，确实无法启动防跳回路，所以要求TBJ防跳继电器的灵敏度必须要高，接于跳闸回路的TBJ电流线圈，要求其在分闸时造成的压降要小，规程规定不能大于控制电源额定电压的5%oTBJ电流线圈的额定动作电流不能大于分闸电流的50%,