为了便于PLC控制系统故障的及时解决，首先要区分故障是全局还是局部的，如上位机显示多处控制元件工作不正常，提示很多报警信息，那么可以初步判定为全局故障，这就需要检查CPU模块、存储器模块、通信模块及电源等公共部分。如果没有只有很少的报警信息，那么可能是局部性故障可从以下几方面进行分析。
1．根据上位机的报警信息查找故障
PLC控制系统都具有丰富的自诊断功能，当控制系统发生故障时立即给出报警信息，可以迅速、准确地查明原因并确定故障部位，具有事半功倍的效果，是维修人员排除故障的基本手段和方法。
2．根据动作顺序诊断故障
对于自动控制，其动作都是按照一定的顺序来完成的，通过观察控制系统的运动过程，比较故障和正常时的情况，即可发现疑点，诊断出故障原因。如某水泵需要前后阀门都要打开才能开启，如果管路不通水泵是不能启动的。
3．根据PLC输入输出口状态诊断故障
在PLC控制系统中，输入输出信号的传递是通过PLC的I/O模块实现的，因此一些故障会在PLC的1/0接口通道上反映出来，这个特点为故障诊断提供了方便。如果不是PLC系统本身的硬件故障，可不必查看程序和有关电路图，通过查询PLC的I/O接口状态，即可找出故障原因。因此要熟悉控制对象的PLC的I/O通常状态和故障状态。
4．通过PLC程序诊断故障
PLC控制系统出现的绝大部分故障都是通过PLC程序检查出来的。有些故障可在屏幕上直接显示出报警原因；有些虽然在屏幕上有报警信息，但并没有直接反映出报警的原因；还有些故障不产生报警信息，只是有些动作不执行。遇到后两种情况，跟踪PLC程序的运行是确诊故障的有效方法。对于简单故障可根据程序通过PLC的状态显示信息，监视相关输人、输出及标志位的状态，跟踪程序的运行，而复杂的故障必须使用编程器来跟踪程序的运行。如某水泵不工作，检查发现对应的PLC输出端口为0，于是通过查看程序发现热水泵还受到水温的控制，水温不够PLC就没有输出，把水温升高后故障排除。
当然，上述方法只是给出了故障解决的切入点，产生故障的原因很多，所以单纯依靠某种方法是不能实现故障检测的，需要多种方法结合，配合电路、机械等部分综合分析。