基于PLC控制程序的故障診斷模型研究

戴丹丹

（集寧師范學院 物理系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

1 PLC控制程序的概況

PLC并不是只有一個種類，各種各樣的都有，但是基本其所發(fā)揮的作用都差不多，結(jié)構(gòu)配置還有發(fā)揮作用的機制也都很相似，現(xiàn)在我們所說的PLC就是利用一定的算法通過輸入以及輸出這樣的交換，來通過一定的渠道將其意圖在工業(yè)生產(chǎn)中體現(xiàn)出來.我們說，PLC其實就是一個小型計算機，像計算機所帶的存儲數(shù)據(jù)的功能、CPU、獨立的電源、輸入輸出電路這些東西他都有，從這里我們就可以看出來實際上，其發(fā)掘的潛力還是非常巨大的.我們在認識PLC這項技術(shù)的時候要有全局的視野，和擴散性的思維，不能被已取得的成就限制了思路.

以往的那些中間繼電器做那個效果不穩(wěn)定，容易對操作帶來一定的影響，PLC系統(tǒng)克服了其存在的缺點，擁有良好的使用效果，表現(xiàn)也非常穩(wěn)定.但是我們要做到保證PLC的可靠性就必須要抓到它的關(guān)鍵部位，那就和其輸入以及輸出接口相連的兩個元件，一個是控制的元件，一個是電氣執(zhí)行的元件，只有把握住這兩個的穩(wěn)定性，才能夠其整體功能的發(fā)揮，這也是符合科學的管理方法的，再小的設備都會存在自己的關(guān)鍵部分，在處理問題的時候抓住像這樣的主要矛盾，對于解決問題來說是至關(guān)重要的.

為了更好的解決這個問題，我們必須可以從標本練個方面來著眼，要治標的話，那么只需要定時的檢查這些元件的功能是否正常就可以了；要是治本的話，我們當然還是需要找到更好的元件供給商，選擇更優(yōu)質(zhì)的元件，這樣就能省去我們很大的功夫，但是一個問題就是無論是治標還是治本，都不是絕對的，要解決這個問題就必須要考慮周全，即便是再好的元件也不能保證不發(fā)生問題，縱使是質(zhì)量不算太好的元件，其故障率也不會非常高.但是便宜元件的價格優(yōu)勢總能體現(xiàn)的非常完美，所以我們可以采取標本兼治的辦法，對于那些已經(jīng)無法修復的元件，我們就采取更換的辦法，對于那些可以使用的，我們就可以多檢查工作狀態(tài)和經(jīng)常進行故障診斷來預防其影響生產(chǎn).

對于PLC潛在功能的開放一直工業(yè)生產(chǎn)中的一個重點，由于其內(nèi)部有很多元件，所有它就可以研發(fā)出很多的功能，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是一項復雜的活動，發(fā)生什么情況難以預測，也許突然間輸入元件就會發(fā)出信號而輸出信號就會收到其影響，這種錯誤的信號就將影響工業(yè)的生產(chǎn).而由于PLC內(nèi)部有計數(shù)器、輔助繼電器等類似這些元件，實現(xiàn)屏蔽輸入元件的信號就可以減少誤動作，使生產(chǎn)免受很多不必要的損失.

對于PLC的故障的劃分，我們也可以分為兩種情況，其一就是PLC本身的故障，另一種就是在現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，這兩個方面出現(xiàn)的故障都可以叫做控制系統(tǒng)故障.PLC控制系統(tǒng)實際上就是根據(jù)以PLC為小核心的控制體系，其發(fā)生故障不一定都在其自身，它所控制的區(qū)域其所發(fā)生的故障都算做PLC故障，中央處理器、I/O模塊等會發(fā)生問題，繼電器、閥門等同樣會發(fā)生問題，根據(jù)我們的及時判斷，找出問題到底出在什么地方，這是確定我們下一步行動的關(guān)鍵，找準發(fā)生故障的區(qū)域，在此基礎上綜合各種手段，進行具體發(fā)生故障區(qū)域的確認，由于該系統(tǒng)對于工業(yè)生產(chǎn)的重要性，所以發(fā)現(xiàn)故障以及解決故障的速度一定要快，這樣就能盡量減少給工業(yè)生產(chǎn)帶來的損失，因此這就要求我們要正確的找到發(fā)生故障的部位，綜合運用各種手段迅速的解決問題.

2 PLC控制系統(tǒng)故障的診斷方法

關(guān)于PLC故障的診斷方法，可以分為幾種：一種就是利用其本身就具有的功能，進行自我診斷，及時發(fā)現(xiàn)問題，并且及時解決，當然由于這種辦法并不能解決所有的故障，有些故障可能憑借這種方法不能夠很好的解決，這就需要我們找其他的方法來為之進行補充，目前隨著科學技術(shù)以及人們實踐水平的不斷提高，產(chǎn)生了大概三種其他的措施來配個PLC的自我診斷，諸如先用一般的常規(guī)辦法進行診斷，當仍然不起作用的時候，就用備件法，以防止長時間的故障對工業(yè)生產(chǎn)造成很大的影響，與備件法在同一選擇梯隊的是儀器測量法，這主要是觀察哪里出現(xiàn)了異樣，及時找出來解決問題.

2.1 利用系統(tǒng)的自診功能來進行故障的診斷

PLC其實是一個元件非常豐富的微型的計算機，其本身包含著相對來說比較齊全的結(jié)果，其中不但包括了像CPU，而且還包含了計算器等重要的元件，其附著的這些元件就決定其有很強大的延伸功能，可以說當初用PLC是看重了其自診功能比較強大，對故障發(fā)現(xiàn)比較快，那么現(xiàn)在隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在PLC上實現(xiàn)更多的功能就成為了可能，在這樣一個計算機上，更多的工業(yè)發(fā)展所需要新技術(shù)都可以融入進去，完善的配置就決定了其具有很好的診斷功能，能敏銳的察覺到哪里出現(xiàn)了問題并進行及時的解決，當時這種機制其實也不是任何時候都能夠發(fā)揮作用的，如果有些硬件發(fā)生了故障的時候，系統(tǒng)就沒辦法察覺出來，這其實也是科學發(fā)展的內(nèi)在推動力，任何的設備都可能存在一定的缺憾，但是科學的發(fā)展就在于彌補這些小缺陷的時候，往往能夠發(fā)展出更具有科學價值的新的發(fā)現(xiàn)，PLC存在的缺陷也是正是我們科學不斷發(fā)展所要跨過的一道坎，但是既然發(fā)生了故障，這時候如果不采取其他措施的話，就會造成非常嚴重的后果.同時這也就決定了其實系統(tǒng)的自診斷能力還是有限的，所以其他措施的輔助還是非常有必要的.

2.2 常規(guī)的診斷方法

這種一般的測量方法，科學技術(shù)的發(fā)展雖然能夠提供更加先進的工藝以及更加先進的管理設備，但是基礎的辦法在任何的時候都能夠發(fā)揮出其巨大的作用，因為其是構(gòu)成那么多復雜科學的基礎所在，常規(guī)測量就是在先進的儀器找不到發(fā)生故障區(qū)域的時候派上用場，它的主要的作用就是縮小故障區(qū)域，一個故障其實影響的區(qū)域是非常大的，所以排查的工作量其實很大，這種把范圍縮小的辦法在遇到新問題新情況的情況下非常有效，雖然能找到發(fā)生故障的地點，但其效率遠遠沒有系統(tǒng)自診斷功能那么強，可是其可靠性是非常強的，通過觀察指示燈亮與否，我們就可以大概知道是不是這個區(qū)域發(fā)生了問題，如果有些異常的情況，再進行進一步的診斷.還有就是靠萬用表檢查線路之間是不是出現(xiàn)了短路等情況，看有沒有異樣，諸如說，是不是有異常的儀器發(fā)熱現(xiàn)象、打火等現(xiàn)象，這樣進一步縮減范圍，直到找到發(fā)生問題的故障所在.

2.3 后備元件整個替換

實際上PLC控制系統(tǒng)是分為不同的模塊的，每一個模塊的功能都有所不同，所以當某個環(huán)節(jié)發(fā)生問題的時候，我們就可以根據(jù)常規(guī)診斷所得來的結(jié)果，找到需要處理的區(qū)域，查看哪個功能區(qū)發(fā)生了問題，如果能及時處理就及時的處理，如果不能及時的處理就用備件將這個模塊進行置換，以保證故障停機時間能夠做到最小.但是有一點我們必須注意的就是，我們一定要查看置換的電路板的具體的型號，在連接的時候一定要細心，以免發(fā)生次生性的錯誤以及安全隱患，導致線路陷入更大的故障當中，還有就是所有的這些操作一定注意自身的安全，要在斷電的情況下進行操作.而且為了讓后來的人能夠準確找到自己修理過的地方，一定要有所標注，不能簡單的修完就走，這樣對后續(xù)的工作帶來具體的阻礙.

3 基于PLC控制程序的故障診斷模型

3.1 開關(guān)量信號診斷法

PLC控制系統(tǒng)對開關(guān)量信號的控制主要根據(jù)的就是其輸入值，PLC控制系統(tǒng)最大的用處及時其發(fā)出相應的信號，而后就會接到相應的信號反饋，在這個過程中，我們就會看見到底是哪里發(fā)生了什么問題，由于PLC本身具有計算機的功能，可以實現(xiàn)很多功能，我們可以通過其對信號的反映來判斷具體的部位是不是產(chǎn)生了問題，根據(jù)這個輸出信號顯示的操作按鈕、壓力以及溫度的信息就可以判斷開關(guān)信號到底是有還是沒有，如果這個開關(guān)信號量和正常值不一樣的話，我們就可以找到這個功能區(qū)域進行更進一步的檢修，至于判斷信息量也很簡單，實際上就是看開關(guān)量信號是不是應該和正常狀態(tài)下的一樣，如果一樣的話那就是沒有問題，如果出現(xiàn)了差別的話，那就說明輸入位置有故障，一般我們判斷故障的區(qū)域到底是因為什么內(nèi)部發(fā)生了故障還是外部的發(fā)生了故障，我們可以看在外部的LED指示裝置，這種簡單的小裝置對很復雜的檢查來說所發(fā)揮的作用也是不可小覷的，系統(tǒng)的完善需要每一個微小部分發(fā)揮去固有的功能，這樣系統(tǒng)才能有條不紊的運行，我們發(fā)現(xiàn)了故障所在就可以采取下一步的行動.

3.2 模擬信號診斷法

模擬信號，實際上也是基于PLC的輸入與輸出模塊的功能，模擬信號實際上就是作為檢測手段，通過設定輸入信號所本應得到的模擬信號的值，進而判斷下一步的行動.系統(tǒng)通過對各個功能區(qū)輸入和輸出模擬量，模擬信號在各個線路之間流動，PLC在這里面就像是一個中樞系統(tǒng)，就像血液流入人體各個部位一樣，如果哪一個部位發(fā)生了錯誤的話，就會產(chǎn)生相應的反應信號.通過模擬信號的輸入，我們在相應的A/D通道距可以看見模擬信號的具體的值，由于我們有提前設定的模擬信號的范圍，如果這個信號和我們設定的值相差的很多的話，就說明這段新路運行正常，如果相反的話，就說明這段線路存在問題.

4 總結(jié)

PLC（可編程序控制器）是一個電子系統(tǒng)，其本身具有數(shù)字運算的能力，其是為了適應工業(yè)化的生產(chǎn)環(huán)境而被研究出來，現(xiàn)在被廣泛的應用在實際的工業(yè)生產(chǎn)當中，其功能強大，具備了邏輯運算的能力、算術(shù)運算等方面的作用，并可以發(fā)出相應的指令.由于其本身包含了很多的元件，豈有很大的延伸功能，其完整的輸入和輸出板塊，以及周期運行的特性，就是其進行自我診斷的重要首選，我們在診斷故障的時候，也是以PLC為基礎的.儀器測量法又或者是備件置換法都能進行一定的輔助作用，但是到最后真正發(fā)揮作用都還需要PLC運用開關(guān)量信號還有模擬信號這樣PLC自身強大的功能以及輸入以及輸出的機制來運行.未來的工業(yè)發(fā)展將面臨越來愈大的挑戰(zhàn)，其生產(chǎn)的特殊性，就決定了PLC的存在性，隨著工業(yè)生產(chǎn)所需要的技術(shù)的不斷提高，PLC更多的功能將被開發(fā)出來，這種簡便的輸入輸出信號來測試故障的模型將會發(fā)揮越來愈大的作用，本文通過對PLC工作原理的的介紹，運用PLC診斷方法的的說明，最后提出了基于PLC控制程序的故障診斷模型，這個模型既說明了PLC無限的應用前景，同時也說明了現(xiàn)在PLC應用中尚存在的問題，希望這些問題能夠及時的解決.

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