PLC模块和I/O设备常见故障和排除方法

I/O 系统故障是控制工程师头疼的一个常见原因。对具有极化连接（源与汇，NPN 与 PNP）的设备进行故障排除是一项值得改进的技术。

常见故障和故障排除

当PLC输入或输出模块等控制设备出现故障时，最好先验证输入电压是否正确。所有 I/O 模块都有一个公共终端，列为 C，或者可能是 COM，等等。

如果这是一个采购模块，则该公共端子应具有 24 伏电压。

如果它是一个漏极模块，则公共端子应为 0 伏。

在测试现代模块和设备时，不可能像标准按钮那样使用连续性测试。施加电压时，固态元件内部的电阻会发生变化。

基于晶体管的设备（直流模块、传感器等）需要有源供电电路。电压读数是有效的，但这假设电路的其余部分也正常工作。

除了电压之外，电流表（电流表）在正确使用时可能会带来更大的好处。

输入模块

如果有问题的模块是输入模块，则可以使用在线电流表轻松测试它 - 就像标准数字万用表中的“mA”或“A”端子。

将电流表的红色 （+） 夹放在您要测试的输入端子上。

将黑色 （COM） 夹放在以下位置：

对于源型输入模块，将 COM 置于 - 电压电源上。根据型号，您应该会看到大约 5-50 mA 的（正）值，图 2。

对于漏型输入模块，将 COM 放在 + 电压电源上。在这里，您应该会看到一个（负）值，再次大约为 5-50 mA，图 3。

图 2.源输入模块的测试。

图 3.漏极输入模块的测试 - 请务必注意仪表上的负 （-） 符号。

如果您没有看到电流，但模块接线和仪表连接正确，那么您很可能是输入端子或整个模块出现故障。

输出模块

对于输出模块，过程非常相似，只是需要一个电阻来保护模块和仪表，它充当虚拟负载设备。找一个 1000 欧姆（或 1kOhm）的电阻器，只需几美分就可以买到，并将该电阻器的一端连接到输出端。更高的阻力很好，但请记住，下面的读数会更低。

一个关键区别在于：当输入模块持续监控并允许电流流动时，输出模块将仅在端子通电时提供电流。

检查梯形逻辑或其他程序源以确保在进行此测试之前端子已通电。

这一次，将电流表的红色 （+） 夹放在自由电阻端。

将黑色 （COM） 夹放在与输入模块相同的位置：

对于源输出模块，将 COM 放在 - 电压电源上。您应该看到大约 24 mA的（正）值，图 4。

对于漏型输出模块，将 COM 置于 + 电压电源上。在这里，您应该会看到一个（负）值，同样约为 24 mA，图 5。

图 4.采购输出模块的测试。

图 5.漏极输出模块的测试 - 再次注意仪表上的负 （-） 符号。

再一次，当模块接线和仪表正常工作时读数为 0 mA 将指示需要更换的故障模块，或者模块从未收到“打开”命令。

输入输出设备

与控制设备一样，最好先检查故障 I/O 设备的电源电压。这些NPN 和 PNP 传感器中的大多数都具有三根电线 - 这意味着电线可能在三个位置成为故障的罪魁祸首。I/O 设备本身真正脱离正常日常使用的机会实际上是相当罕见的。

首先，按照接线图上的说明检查 + 和 - 线的输入电压。确保电压大约等于所需的输入电压，也在接线图上注明。一个 10-30 vDC 和 120 vAC 传感器看起来可能完全相同，只是印刷电压范围很小。

如果电源电压合适，我们可以再次使用电流表来测试这些传感器。

请注意，传感器将在激活时打开和关闭。如果传感器断电，则电流应为零。在传感器前面放置一个物体，模拟真实世界的条件，电流应该开始流动。大多数传感器都有有用的 LED 指示灯来显示通电状态。

使用之前的 1 kOhm 电阻并将一端连接到传感器负载线（通常是尾纤或快速断开线束上的黑线）。

将电流表的红色 （+） 夹放在电阻器的自由端。

将黑色 （COM） 夹放在与控制模块相同的位置：

对于 PNP 传感器，将 COM 置于 - 电源上。您应该看到大约 24 mA的（正）值，图 6。

对于 NPN 传感器，将 COM 置于 + 电源上。在这里，您应该会看到一个（负）值，再次约为 24 mA。

图 6.测试 PNP 传感器 - 电流通过负载线流出，通过 1 kOhm 电阻器，进入电流表，最后回到电源负极，显示 ~24 mA。

I/O 设备信号噪声

尽管噪声和干扰与源和接收器或 NPN 和 PNP 主题的讨论并不完全相同，但它在测试传感器操作和功能时可能很重要，因此它直接适用于故障排除。

电机、线圈和螺线管等感应设备会在附近的电线上放置不需要的电压尖峰。如果感应电压足够大，则会通过控制装置发送瞬间闪烁的电流。通常这太低而不会造成伤害或破坏，但它可以作为传感器的“激活”来接收。

防止此问题的最简单方法之一是使用屏蔽传感器电缆来阻挡噪声电压。许多传感器电缆，例如流行的 M12 快速断开器，都可以在导体周围使用编织或箔屏蔽购买。订购可能没有此类屏蔽且更容易受到故障信号影响的通用电缆时要小心。

另一个简单的解决方案是将电线与可能会丢弃不需要的感应噪声的设备保持安全距离。理论上很简单，但由于可用空间有限，通常在物理上是不可能的。尽管如此，如果可能的话，建议为控制承载线的布线设计一个安全距离，并使用适当的屏蔽电缆。