随着计算机技术、信息网络技术以及触摸式电脑屏人机界面控制技术的迅猛发展，在印刷包装设备上正获得广泛应用。使印刷机的智能化、网络化、自动化控制更加先进和更加完善，印刷速度和套准精度愈来愈高。国外的印刷机械已经将 PLC 可编程序控制器作为标准配置，而国内还有 1／3 的印刷机械在使用继电器控制。陕西北人印机公司所生产的四大系列上百个高档印包设备，则全部采用了这一系统。PLC英文全称 Programmable Logic Controller，中文全称为可编程逻辑控制器，含义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时、计数与算术操作等面向用户的指令， 并通过数字或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或生产过程。 因其控制方便、功能强大、可靠性高等特点，PLC 在机组式印刷机上得到了广泛的应用。组合控制层将整个 PLC网络通过 A-davnt Fieldbus 连成局域网络，并在主控计算机的控制下实现共享网络数据库，完成印刷过程的控制和管理。生产信息管理层则完成产品规划、生产准备、工作编排、系统运行参数的预置以及打印出生产过程的数据报表等等。
笔者从事印刷机电气设计工作 8 年时间，遇到了许多关于 PLC 的问题。个人认为 PLC 系统是安全可靠的，之所以出现各种各样的故障、问题，人为因素在其中起了主要作用，现将碰到的问题作一整理，愿献给长年伏案工作的设计人员和在生产一线的印刷机使用、维修师傅以借鉴、参考。在机组式凹版印刷机上应用广泛的是模块式 PLC，主要包括底板(有些是连接器式)、电源、CPU、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块等。构成系统的每个部分都可能出现故障、问题，下面通过举例说明一些 PLC 系统常见的故障和排除方法。
例 1：某客户使用了 4 年的设备，主机突然无法启动，经检查控制主机启动的继电器不工作，PLC 对应点没有输出。现场用同型号的模块进行互换，依然没有输出，基本可以判定是底板问题，更换底板后正常。底板是链接 CPU和模块之间的通道，有时会产生个别点无输出或输入的现象。
例 2：某设备运行中突然断电，PLC 指示灯全部熄灭。停电后检查 PLC 的电源模块内部有烧坏痕迹，更换后正常。PLC 的电源模块一般功率都不大，模块产生的直流 24V的供电输出，一般只用于自身的输入模块使用， 不能当 24V电源使用， 否则长时间使用会损坏电源模块， 引起停机。 CPU 模块是 PLC 的核心部分，设备所有程序的运算和存储都在此模块里。一般模块的正面都有指示灯和拨档开关，指示灯用来指示 PLC 的工作状态，常见的有运行指示、停止(或编程状态)指示、故障错误指示、电池指示等。拨档开关可以人为调整 PLC 的工作状态。CPU 模块内部有程序运算的处理器，存储卡，电池等。
例 3：某用户设备停机，柜内电气柜内 PLC输入指示灯亮，但是没有任何输出动作，维修电工由于接触 PLC 系统不多，不敢处理问题，致使设备处于停用状态。我去现场维修，发现仅仅是由于 PLC 的拨档开关处于 STOP 档位，检查外部无故障，将拨档拨到运行(RUN)档位，一切正常。因此在使用 PLC 的设备上， 应注意观察 PLC 上各种指示灯和开关的状态， 这样能很快判断出 PLC的工作状态，也可以顺利排除故障，避免因停产造成的损失。
例 4：关于存储卡。存储卡是具有记忆功能的半导体电路，分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器：用以存放系统程序，包括管理程序、监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM 组成。属厂家使用的，内容不可更改，断电不消失。用户存储器：分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器(RAM)组成。供用户使用。 断电内容消失。常用高效的锂电池作为后备电源，寿命一般为 3 年～5年。现在的 PLC 多数都带存储卡设备，可以方便地存储程序、工艺数据等，可以方便地对程序复位和拷贝。这里设计工程师要注意的是，如果设备有工艺数据，那么一定要在设备调试好后，将 PLC 里的数据上载到笔记本做备份。针对同型号不同设备工艺数据不一样的情况，工程师上载数据后应再次将数据下载到存储卡里，防止客户因特殊原因对 PLC 进行复位操作，使调试好的数据丢失。 电池是 PLC 系统中不起眼的一个部件，很少有人注意它。目前配备了外置存储卡的 PLC 系统，因为程序和数据已经固化，即使电池出现故障，更换电池后，对 PLC 进行复位操作程序可以重新覆盖内存，不会影响设备使用。需要注意的是，使用早期 PLC 设备的用户，早期的 PLC存储设备都是靠电池供电保持程序的存在。
例 5：国内两家企业花上千万元采购了国外的二手印刷设备，在国外验收时，设备使用正常，后经过搬迁，重新安装好后，一台设备加热不正常，一台不能启动。经过检查，第一台是因为控制加热的 PID参数丢失，第二台设备直接就没有了程序。参数丢失可以通过摸索，输入估计的参数，慢慢调试，损失不大。程序丢失的设备就麻烦了，因为是二手，最初的调试工程师不好找到，即使找到，开出的维修费用往往也是天价。后来没办法只能从国内找行业的制造企业对设备的控制系统进行改造。 这些都是一块小小电池引起的巨大损失。早期的 PLC都不带存储卡，程序直接存在内存里。而 PLC 电池都采用锂电池，带自充电功能，因为使用时间长了，电池的电量不是很充足设备在国外时，经常开机，电池可以充电满足工作需求，后来在搬迁和安装的过程中，没有人注意到电池问题，PLC 长时间处于断电状态，电池电量耗尽，引起程序丢失。因此提醒国内企业，在采购选用国外设备时，一定要注意 PLC 的电池问题。搬迁、安装时，应提前更换电池，或者将 PLC系统拆下，单独经常供电，保证设备程序的安全。 PIC 上的数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块都是 PLC 的动作执行元件，一般出现问题后，可以通过同型号同规格的互换来判断和排除故障。我这里主要说一下模块对系统的影响。
例 6：某用户设备的 PLC 故障(error)指示灯亮，用户以为是程序故障，要将 CPU模块发回重新灌程序，检查原始程序，并没有错误。做试验时发现 CPU 模块也会报警，因为试验平台针对此系统的模块不是很全面，怀疑是底板上模块数量规格不正确造成的，相对于用户而言，可能产生的故障就是模块接触不良。通过电话告知用户将 PLC 系统的模块重新拆下再安装牢固，开机后恢复正常。每个 PLC 系统建立时，对输入输出模块的地址都做出了严格的定义，甚至对模块的型号、规格都严格定义。系统运行时，CPU会对各个地址的的模块进行检测，如果私自对模块进行掉换和替代，或者因为松动等原因造成模块接触不良，都会使 CPU 检测不到模块，产生故障。例 6 中，因为模块接触不良，造成 CPU检测不到当前地址的模块；产生了故障报警。
综上所述，PLC 系统其自身是可靠的，出现故障多数是人为使用和维护不当产生的，通过对PLC 一些故障的分析和认识， 可促进对 PLC 系统的开发和运用， 使之更好地为印刷包装设备服务。
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本文标题：基于印刷包装设备的PLC系统常见故障分析
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