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大量的工程实践表明，PLC外部输入、输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率，而这些设备出现故障后，PLC一般不能觉察出来，可能使故障扩大，直至强电保护装置动作后才停机，有时甚至会造成设备和人身事故。停机后，查找故障也要花费很多时间。为了及时发现故障，在没有酿成事故之前使PLC自动停机和报警，也为了方便查找故障，提高维修效率，可用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。
现代的PLC拥有大量的软件资源，如FX2N系列PLC有几千点辅助继电器、几百点定时器和计数器，有相当大的裕量，可以把这些资源利用起来，用于故障检测。
（1）超时检测机械设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的，即使变化也不会太大，因此可以以这些时间为参考，在PLC发出输出信号，相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20％左右。例如设某执行机构（如电动机）在正常情况下运行50s后，它驱动的部件使限位开关动作，发出动作结束信号。若该执行机构的动作时间超过60s（即对应定时器的设定时间），PLC还没有接收到动作结束信号，定时器延时接通的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的循环程序，启动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。
（2）逻辑错误检测在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号（如辅助继电器的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出现了故障。因此，可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时为ON状态，若它们同时为ON，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。
3．消除预知干扰
某些干扰是可以预知的，如PLC的输出命令使执行机构（如大功率电动机、电磁铁）动作，常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号，它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内，可用软件封锁PLC的某些输入信号，在干扰易发期过去后，再取消封锁。
采用冗余系统或热备用系统
某些控制系统（如化工、造纸、冶金、核电站等）要求有极高的可靠性，如果控制系统出现故障，由此引起停产或设备损坏将造成极大的经济损失。因此，仅仅通过提高PLC控制系统的自身可靠性是满足不了要求。在这种要求极高可靠性的大型系统中，常采用冗余系统或热备用系统来有效地解决上述问题。
部分型号：施耐德 模块 NW-RR85-001
施耐德 模块 140DAI74000
FANUC 内存卡 A20B-3900-0160 A20B-8200-0361
AB 模块 1769-L32E
KEBA 模块 K2-200
AB 模块 1756-HSC
AB 模块 1756-IF6I
普洛菲斯 触摸屏 GP477R-EG41-24VP
穆勒 电源 SN4-025-B17
AB 模块 1756-PB72
WITH LANVIEW 模块 9404004 ST-500
Divider 分配器 CH-130-4
AB 模块 1746-IM16 1746-IV32 1746-IA16 1746-OA8
AB 模块 1747-L524
迈创 采集卡 METEOR2-MC/4
AB 模块 1746-IB16 1746-OW16 1746-NO4V
AB 模块 1747-L532 1746-IM16
GE 模块 IC693ALG391 IC754VSI12CTD
AB 模块 1761-NET-ENI 1761-CBL-PM02
AB 模块 1746-OB16
GE 模块 IC693ALG392
AB 模块 1746-A10 1746-IB32 1746-OB32 1746-P2 1747-L552 1747-SDN 1746-N2
HORIBA 浓度仪 CM-210-AC
施耐德 接近开关 XS618B1NAL5
AB 继电器 MSR6R/T
力士乐 伺服驱动器 DKC02 3-100-7-FW+FWA-ECORDR3-SMT-02VRS-MS DKC02 3-040-7-FW+FWA-ECORDR3-SMT-02VRS-MS
伊顿 电池 PW3115 650
Microe 光栅尺读头 Microe M10
AB 模块 1746-OW16
GE 模块 IC693CPU352
AB 模块 1746-OW16
AB 驱动器 2098-DSD-030-SE
FANUC 模块 ADA02A A03B-0807-C052
MICRO SWITCH 限位开关 L324 IEC60947-5-1
ABB I/O板 NIOC-02C
ABB 模块 SK616 001-B
AB 交流接触器 700-P800A1
RORZE 控制器 RD-023MS
AB 模块 1746-OW16
KUKA 示教器 KCP2 00-130-547
Power-One 电源 MAP40-1005C
Johnson Controls 水阀门 V46AB-1
Cutler Hammer 继电器 AN16NN0
Cutler-Hammer 触摸屏 1775K PMPP 1700
AB 模块 1756-RM
TC-IAH161配件
TC-IAH161配件
TC-IAH161配件
TC-IAH161配件
TC-IAH161配件
TC-IAH161配件
AB 模块 1769-OB8
pack 驱动器 AK-BX556M
AB 模块 1769-iq32 1769-pa4 1769-ob32
SIEMENS 模块 6DR2100-5
EMERSON EMERSON CT变频器 驱动器 SPMD1403 SP1401
施耐德 模块 140ERT85410
OKUMA 板卡 E0227-702-008
ABB 控制器 RVT6-1/5A
施耐德 模块 140DAI74000
AB 触摸屏 2711-K6C10
SEMIKRON SEMIKRON 模块 SKKQ 3000/14E SKKQ 3000/18E
omron 触摸屏 NT30C-ST141B-V1
EMERSON EMERSON CT变频器 驱动器 SPMD1403 SP1401
AB 模块 1756-OW16I
OPTO 22 模块 "SNAP-AOV-25
SNAP-AOV-27
SNAP-AIVRMS-I
SNAP-AIV-I
SNAP-IDC5-FAST-A
SNAP-IDC5
SNAP-ODC5R"
AB 软启动器 41391-454-01-S1FX