在制造工業(yè)中存在大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的-離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，使plc發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。plc廠家在原來cpu模板上逐漸增加了各種通訊接口，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，使plc的應(yīng)用范圍越來越廣泛。 plc具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。
plc控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，有母板，數(shù)字i/o模板，模擬i/o模板，還有特殊的定位模板，條形碼識(shí)別模板等模塊，用戶可以根據(jù)需要采用在母板上擴(kuò)展或者利用總線技術(shù)配備遠(yuǎn)程i/o從站的方法來得到想要的i/o數(shù)量。
隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升，plc所占據(jù)的地位可以說功不可沒，雖然plc是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)有極高的安全性和穩(wěn)定性，但是不乏一些自然原因和人為因素導(dǎo)致plc損壞，不能正常使用。plc的價(jià)格少則幾百，多則上萬，所以從節(jié)省開支方面講，plc損壞后還是具有一定的維修價(jià)值。
plc的維修技術(shù)，不單是plc硬件上的修復(fù)，還有plc外圍線路以及軟件的相互配合，再者，plc不像單片機(jī)那樣，是單一的芯片，加上少量電路就能工作，修復(fù)相對(duì)簡(jiǎn)單。plc內(nèi)部集成了cpu，存儲(chǔ)器，i/o電路，通訊電路，開關(guān)電源等，是各部分協(xié)調(diào)工作，因此，單就plc硬體上的維修，具有一定的學(xué)問。
plc型號(hào)眾多，但內(nèi)部大同小異，原理基本一樣。今天我就以西門子s7-200plc為例，談?wù)刾lc硬件維修的一些思路和方法，不但對(duì)工控初級(jí)維修師傅有指導(dǎo)性的幫助,此文也對(duì)plc初學(xué)者更好的理解plc這門理論，有積極的幫助。
圖2，cpu板正面。
cpu板為plc中的核心部件，也是維修當(dāng)中最棘手的地方，cpu板出問題會(huì)導(dǎo)致plc故障燈常亮，plc不運(yùn)行，現(xiàn)就cpu板各元件說明如下：
1：cpu元件：
即中央處理單元(cpu)是可編程邏輯控制器的控制中樞。主要有運(yùn)算器，控制器，寄存器以及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)，控制及狀態(tài)總線構(gòu)成。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)cpu出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
西門子plc cpu芯片針腳多（200pin），主要有地址總線，數(shù)據(jù)總線，i/o引腳，及附屬檢測(cè)針腳與對(duì)應(yīng)的芯片進(jìn)行聯(lián)系，cpu壞，可導(dǎo)致plc報(bào)警（sf燈亮），也會(huì)導(dǎo)致plc某些輸入輸出點(diǎn)不正常，通訊不上等故障現(xiàn)象。損壞原因主要有cpu供電電壓高（導(dǎo)致內(nèi)部短，某些針腳對(duì)地短路）cpu老化等，損壞后用手摸，有發(fā)燙的感覺。此種cpu針腳多，更換麻煩，并且市場(chǎng)不容易買到配件，可以用拆機(jī)件替換。
2：plc系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器：
plc系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。plc的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。
（1）rom 即只讀存儲(chǔ)器，用于由plc生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在rom內(nèi)，用戶不能更改，能夠完成plc設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。實(shí)現(xiàn)指令解釋，報(bào)警處理等，和pc機(jī)的bios差不多，系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了plc的性能。
如果里面的數(shù)據(jù)丟失，或芯片損壞會(huì)引起不開機(jī)，報(bào)警現(xiàn)象。在平時(shí)的維修當(dāng)中，rom故障所占的比例也是很大的。可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。
編程器及適配器如下圖：
（2）用戶存儲(chǔ)器
用戶存儲(chǔ)器包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶針對(duì)具體控制任務(wù)采用plc編程語言編寫的各種用戶程序。用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同（可以是ram、eprom或eeprom存儲(chǔ)器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪。用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的on/off狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶存儲(chǔ)器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映plc性能的重要指標(biāo)之一。
為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于cmos靜態(tài)ram中，即隨機(jī)存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)，掉電數(shù)據(jù)丟失，供電斷經(jīng)常和備用電池和超級(jí)電容連接，以實(shí)現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保持。保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止干擾對(duì)ram中程序的破壞，當(dāng)用戶程序經(jīng)過運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器eprom中?，F(xiàn)在有許多plc直接采用eeprom作為用戶存儲(chǔ)器。
工作數(shù)據(jù)是plc運(yùn)行過程中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存放在ram中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在plc的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。
由于系統(tǒng)程序及工作數(shù)據(jù)與用戶無直接聯(lián)系，所以在plc 產(chǎn)品樣本或使用手冊(cè)中所列存儲(chǔ)器的形式及容量是指用戶程序存儲(chǔ)器。當(dāng)plc提供的用戶存儲(chǔ)器容量不夠用，許多plc還提供有存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。
plc存儲(chǔ)器所用的種類主要有：可讀/寫操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器ram；只讀存儲(chǔ)器或可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器rom、prom 、eprom 和eeprom。
4：運(yùn)行指示燈，是判斷plc運(yùn)行正常與否的主要依據(jù)。西門子s7-200在正常運(yùn)行當(dāng)中只有run燈（綠燈）亮，停止?fàn)顟B(tài)只有stop燈（黃燈）亮，如果有故障燈（紅燈）亮起，說明此時(shí)plc已經(jīng)出現(xiàn)硬件故障或軟件故障。
cpu板背面如下圖：
cpu板的背面部分主要提供了電源的轉(zhuǎn)換，以提供芯片供電所需的合適的電壓。此外還包含了用戶程序存儲(chǔ)器。在維修cpu板的時(shí)候，最好先用編程器備份里面的數(shù)據(jù)，以免程序丟失，帶來更大麻煩。
i/o板如下圖：
此板主要提供了輸入端隔離，繼電器驅(qū)動(dòng)及輸出電路，還有通信接口電路。維修相對(duì)簡(jiǎn)單。
電源板如下圖：
此板為24v開關(guān)電源板，在此不再累述。
綜上所述，plc維修技術(shù)，并不是單一的電路板硬件維修，它牽涉到微電腦，數(shù)字電路，plc原理，plc編程，元件焊接等等技術(shù)的綜合應(yīng)用，只有在長(zhǎng)期的維修當(dāng)中積累經(jīng)驗(yàn)，才能得到很大的進(jìn)步。