3.2 日常维护、故障诊断及防护处理（课件）《PLC技术及应用》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务3.2 日常维护、故障诊断及防护处理 《PLC技术及应用》（高教版·第2版） 同步精品课堂—中职专业课 学习目标 01 03 02 分组完成“PLC日常维护实操”任务：根据提供的维护清单，对实训台PLC进行外观清洁、散热孔检查、接线端子紧固及电源电压测量，并填写维护记录单。 开展“模拟故障排查”任务：教师预设3类常见故障（如输入接线松动、输出触点损坏），学生用观察、万用表测量等方法定位故障并记录排查过程。 完成“继电器输出防护接线”任务：在实训板上连接继电器与感性负载（接触器线圈），正确加装续流二极管，通过通电测试验证防护效果。 学习目标 课前导入 同学们，大家在生活中应该都见过不少的场景吧？一个是某工厂因未定期清洁PLC散热孔导致设备过热停机，损失数万元的新闻片段；另一个是维修工规范执行日常维护、快速排除继电器输出故障的实操视频。提问：“同样是PLC设备，为何运行状态差异显著？视频中维修工的操作有哪些规范之处？”以此引发学生思考，自然引出“日常维护、故障诊断及防护”的核心主题。 PLC系统在正式投入使用之前，必须对其进行检查与试运行，以确保其正式运行时安全可靠。在这一过程中，常会用到数字万用表、示波器、CX 编程软件、PLC 手持编程器及兆欧表等调试工具,如图 3-9 所示。那么，应如何对 PLC系统进行检查与试运行呢? 日常维护、故障诊断及防护处理 问题引入 以图 3-9 所示 PLC 控制系统为例，进行说明，通电前: 1.检查电源与接地的连接、输入输出等的接线是否正确。若电源端连接错误，输入端与电源端之间短路或者是输出端负载短路都会严重损坏 PLC(经检查，可确定图3-9所示的“点餐呼叫系统”有若干接线 问题，请在图中标注修改)。 2.检查 PLC的绝缘电阻。断开PLC的所有连线，然后在各端子与接地端子间用 DC500V兆欧表测量绝缘电阻，其值应大于5M以上。 日常维护、故障诊断及防护处理 通电后: 3.PLC暂处于STOP状态，使用编程工具(手持编程器或装有GX编程软件的计算机)中的程序检查功能，对回路错误以及语法错误进行检查;无误后，写人程序，然后再将程序读出，检查程序是否能正确传输交换;同时也可通过编程工具更改 PLC软元件的状态(ON/0FF)以及当前值/设定值测试程序功能。 日常维护、故障诊断及防护处理 4.将PLC的RUN/STOP开关设置在RUN位置，进行PLC的试运行。按原编程时设计的工作顺序，检查和校验PLC工作是否符合原设计要求。 这种试运行时间应足够长，因为系统的有些状态出现的次数很少，经过相当长的时间运行才会出现一次。试运行的具体时间应视系统复杂程度和对可靠性的要求不同而异。 试运行后，经验收合格便可交付使用。 日常维护、故障诊断及防护处理 PLC系统在长期运行中，可能出现一些故障。通过PLC提供的各种诊断方法，一般可以迅速排除故障;同时，为了防范故障的出现，要做好日常维护工作，以便及早发现、及时处理，从而防止重大事故的发生。 1.日常维护 PLC控制系统的日常维护对提高控制系统的可靠性与延长使用寿命关系密切。主要包括以下几个方面: 日常维护、故障诊断及防护处理 (1)定期检查 定期检查系统中部件的安装工作状态与线路的连接状态。如安装是否牢靠,PLC、电源电压、1/0设备等部件是否处于正常工作状态插接件、电线连接是否有松动等。 (2)维护保养 安装有PLC的电气控制柜要有整洁、干燥的工作环境;保证电气柜的风机通风良好，同时定期检查、清洗更换风机过滤防尘网，以确保柜内温孱度适宜;定期断电除尘，保证电气元件处于良好的工作环境和工作状态。随时清洁安装于设备上的检测元件和开关上的铁屑灰尘等污物，以保证其动作的可靠性。 日常维护、故障诊断及防护处理 (3)损耗元件定期检查欅、更换易损部件，确保PLC控制系统中全部电气元件都在规定的使用寿命之内。其中，PLC内的损耗元件如下: ① 锂电池PLC 断电时，RAM 中的用户程序由锂电池保持。在正常情况下它的使用寿命约为5年。若环境温度高，寿命会缩短，需提前更换，当电池电压下降到规定值以下，PLC面板上的[BATT]LED 亮红灯，提醒操作人员需更换锂电池。更换时 RAM 中的内容由PL中的电容充电加以保持，应在 20s内完成电池更换，以保证PLC数据不丢失。 ② 继电器输出型触点 继电器输出的触点寿命根据使用的负载种类有很大变化。请注意，负载产生的反向电动势或突人电流可能会导致触点接触失败或触点下陷，致使触点寿命显著缩短。 日常维护、故障诊断及防护处理 2.故障诊断 若有故障，首先断开电源，再检查PLC及输入/输出元件的子螺钉是否有松动或被开路、短路的情况。若无上述情况，按以下要领检查是 PLC自身的异常，还是外部电路的故障。 (1)通过LED 判断 发生异常时，根据 PLC 的各种 LED的亮灯情况可以确认大体的 状况，如图 3-10 所示。 日常维护、故障诊断及防护处理 (2)通过错误代码判断 若 PLC 异常，ERROR LED 闪烁或灯灭时，还可通过 GX Developer确认错误代码，进一步解决异常故障。 Step1:连接计算机和 PLC Slep2:执行 PLC 诊断 如图 3-11所示，单击菜单中的“诊断”——“PLC诊断”后，执行可编程控制器的诊断。 Step3:确认诊断结果。 日常维护、故障诊断及防护处理 显示图 3-12 所示窗口，可以确认错误内容。 Slep4:查阅用户手册，排除故障，如图 3-13 所示 日常维护、故障诊断及防护处理 3.PLC 继电器输出的防护 现仅对本书研究对象(FX3U-48MR/ES)，即继电器输出型的防护进行说明。 (1)针对负载短路的防护 如图 3-7所示，当输出端子上连接的负载短路时，有可能烧坏 日常维护、故障诊断及防护处理 PLC内部的印制电路板。因此务必在输出电路中加入起保护作用的熔丝。 (2)使用电感性负载时的触点防护 如图3-14所示，在直流回路中，请在负载中并联续流二极管在交流回路中，请在负载上并联浪涌吸收器。这样可以降低噪声延长寿命。 日常维护、故障诊断及防护处理 (3)互锁 如图 3-15 所示，对于同时接通后会引起危险的正反转用接触器之类的负载，请在 PLC 内进行程序互锁，同时还需在 PLC 外采取硬件互锁措施。 日常维护、故障诊断及防护处理 (4)同向 如图 3-16 所示，请同向使用 PLC 的输出(*)。 日常维护、故障诊断及防护处理 课堂练习 1.下列属于PLC被动防护措施的是（ ） A. 定期清洁散热孔 B. 安装浪涌保护器 C. 规范接线操作 D. 设置过载保护 答案：B 解析：被动防护是针对突发干扰或故障的防护（如浪涌、过电压），A、C为日常维护，D为主动保护。 课堂练习 2.使用万用表排查PLC输入故障时，应测量输入端子与（ ）之间的电压 A. 火线 B. 零线 C. 公共端（COM） D. 输出端子 答案：C 解析：PLC输入回路通常由输入端子、公共端（COM）及外部信号构成，测量两者间电压可判断输入信号是否正常。 课堂练习 3.PLC继电器输出与晶体管输出相比，前者的优势是（ ） A. 寿命更长 B. 抗干扰能力强 C. 适合高频动作 D. 体积更小 答案：B 解析：继电器输出通过机械触点断开/闭合，抗干扰能力优于晶体管（电子元件），但寿命短、不适合高频动作。 课堂练习 4.下列哪种环境因素对PLC影响最大（ ） A. 温度25℃ B. 相对湿度40% C. 粉尘较多 D. 无强烈振动 答案：C 解析：粉尘会堵塞散热孔、附着在电路板上，导致设备过热或短路；A、B、D为PLC适宜的运行环境。 课堂练习 5.PLC故障诊断中的“替换法”适用于排查（ ）故障 A. 程序逻辑 B. 电源线路 C. 模块硬件 D. 接线端子 答案：C 解析：替换法是用正常模块替换疑似故障模块，若故障消失则说明原模块损坏，适用于硬件模块排查。 课堂练习 6.为防止PLC继电器输出端过电压损坏，可在输出端并联（ ） A. 压敏电阻 B. 电感 C. 三极管 D. 电位器 答案：A 解析：压敏电阻在电压超过额定值时会迅速导通，将过电压钳位在安全范围，保护输出触点。 课堂练习 7.PLC日常维护记录不包括（ ） A. 维护日期及人员 B. 设备运行参数 C. 程序修改记录 D. 故障处理情况 答案：C 解析：维护记录聚焦设备硬件状态和维护操作，程序修改记录属于编程文档范畴。 课堂练习 8.当PLC出现“IO模块故障”报警时，首先应检查（ ） A. 模块与机架的连接 B. 输出负载是否正常 C. 输入信号是否稳定 D. 电源电压是否正常 答案：A 解析：IO模块报警多为模块未插紧、接触不良导致，优先检查模块与机架的物理连接。 课后作业 撰写一份家庭配电箱（类比PLC控制箱）的简易维护方案，列出维护项目及周期。 画出PLC故障诊断“先外部后内部、先硬件后软件”的流程图，并标注关键步骤。 为什么继电器输出端连接白炽灯（阻性负载）时无需加续流二极管，而连接电机时必须加？ 课堂小结 $