試論PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法與應(yīng)用

郭睿涵 張軍元

摘 要：PLC控制系統(tǒng)的軟件資源極其豐富，假如能夠充分利用這些資源對設(shè)備故障進行檢測，則可以實現(xiàn)自動檢測控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)具有可靠性強、功能強大以及抗干擾能力強等優(yōu)點，所以當前受到行業(yè)的廣泛應(yīng)用。但是在PLC控制系統(tǒng)實際運行的過程之中仍然存在許多故障，這時就需要有效的額檢測方法檢測故障并且及時采取措施解決。本文，筆者將會對PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法與應(yīng)用進行探究分析，并且提出有效的解決措施。

關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；檢測方法

通常而言，PLC控制系統(tǒng)本身發(fā)生故障概率比較低，假如出現(xiàn)了故障隱患自檢系統(tǒng)也可以檢測出來。但是，PLC系統(tǒng)在運行過程之中需要對很多設(shè)備進行控制。即使PLC設(shè)備自身具有非常強的穩(wěn)定性，仍然不可以忽視PLC控制系統(tǒng)的故障檢測和處理，因為一旦發(fā)生PLC控制系統(tǒng)故障，將會影響正常生產(chǎn)。PLC的外部輸入輸出環(huán)節(jié)和執(zhí)行機構(gòu)是PLC系統(tǒng)故障最為常見發(fā)生故障的，通常來說這些主要發(fā)生點出現(xiàn)故障時，PLC控制系統(tǒng)都不會因此直接導(dǎo)致停止運行，而是在發(fā)生故障或者事故之后才會得到注意。PLC控制系統(tǒng)的檢測、診斷和處理要迅速并且準確地找出出現(xiàn)故障的根本原因，從而對其進行處理。

一、PLC控制系統(tǒng)的故障檢測方法

1.局部狀態(tài)檢測法

通過檢測PLC控制系統(tǒng)輸入輸出信號是局部狀態(tài)檢測法的故障檢測原理對他們之間的狀態(tài)邏輯以及相互關(guān)系進行判斷，這樣就能夠?qū)⒐收系奈恢煤驮蚺袛喑鰜恚欣诩皶r對故障進行處理，對于PLC控制系統(tǒng)部分較重要的位置，局部狀態(tài)檢測法比較適合進行檢測。

一般而言，局部狀態(tài)檢測法都是用于大多數(shù)大型數(shù)控組合機床，檢測方法往往都是檢測開關(guān)和指示燈，對機器的按鈕和開關(guān)進行檢測。在進行檢測開關(guān)之時，將測試開關(guān)調(diào)到測試位置，操作開關(guān)的同時觀測相關(guān)的指示燈，以此判斷開關(guān)是否有效；或者是通過對按鈕測試信號燈設(shè)置，使得全部測試信號燈全部亮著或者是全部熄滅。

當開關(guān)原件已經(jīng)運作而信號燈不亮則是出現(xiàn)了輸入故障，則應(yīng)該對輸入端的電壓進行檢測，看看是否達到了正常電壓值，如果正常，則替換改輸入模版，假如替換之后仍然存在問題，則可能是IO機架或者是通信電纜出現(xiàn)故障。

出現(xiàn)輸出故障時需要對設(shè)備的指示燈進行檢測看看是否變亮，假如變亮，則輸出設(shè)備不響應(yīng)，保險絲可能損壞了，假如沒有損壞，則現(xiàn)場的連接可能存在故障。

2.故障綜合檢測法

和正常運行的PLC控制系統(tǒng)相比較，其各個輸入、輸出信號以及中間的記憶裝置之間都是有固定的邏輯關(guān)系。一旦這種邏輯關(guān)系遭到破壞或者干擾，將會出現(xiàn)異常的邏輯狀態(tài)，那么PLC控制系統(tǒng)因此導(dǎo)致進入故障狀態(tài)，這時，PLC控制系統(tǒng)正常執(zhí)行的程序就會出現(xiàn)故障終止運行。所以，可以在用戶程序中預(yù)先編制好常見故障情況的異常邏輯程序來防止PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)該類故障。一旦邏輯關(guān)系出現(xiàn)故障，輸出故障信號則可以通過邏輯程序輸出，從而能夠?qū)崿F(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的報警、停機等其他功能。

3.超時故障檢測法

通過PLC控制系統(tǒng)自動化性能而實現(xiàn)的檢測策略就是超時限故障檢測法。由于PLC控制系統(tǒng)的自動化性能，因此也決定了需要規(guī)范化的工步運行設(shè)置，設(shè)備的運行區(qū)段和時間段位都需要給出明確的限定，假如運行之中存在部分項超出既定設(shè)置，則會影響到下一個工步的運行，程度嚴重設(shè)置會造成機械故障。該種檢測策略是以每一個工步或者嚴格時間區(qū)段為依據(jù)，在設(shè)備運行的過程之中嚴格設(shè)置時間區(qū)段或定時器進行檢測工步運行動作而對系統(tǒng)進行是否發(fā)生故障判斷的方式。由于在實際操作過程之中定時器的時間并非和各個工步之間的時間間隔相同，因此需要在設(shè)定定時器之時時間值高于各個工步之間時間間隔的百分之二十五到百分之三十之間。

二、PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法的應(yīng)用

1.移位寄存在PLC系統(tǒng)檢測工作中的應(yīng)用

PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法中，移位寄存器是一種常見器件，它向觸發(fā)器輸入數(shù)據(jù)是通過并行或串行的方式進行，而后每個時間脈沖依次向左或向右移動一個比特的方式輸出數(shù)據(jù)。在PLC控制系統(tǒng)工作過程中，移位PLC控制系統(tǒng)和移位寄存器的開啟同步或者是稍早，在PLC控制系統(tǒng)開始運行之時，移位寄存器就會開始控制系統(tǒng)對檢測信號進行判斷，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障或者是機械故障，移位寄存器就會自動移到發(fā)生故障處并且進行處理，之后依次向左或向右移動在規(guī)定時間內(nèi)對設(shè)備進行檢測。由于移位寄存器是16位，所以可以對16種故障進行檢測。

2.基于PLC控制系統(tǒng)的多功能液壓元件試驗臺

安全可靠性高、抗干擾能力強、開發(fā)簡單靈活、硬件安裝和接線非常方便等都是PLC控制系統(tǒng)本身的優(yōu)點，因此PLC也非常實用在液壓活路控制系統(tǒng)的設(shè)計之中。在PLC控制系統(tǒng)的運行階段，在對故障檢測方法之中，多功能液壓元件試驗臺是一個非常重要的應(yīng)用，其主要目的是對液壓閥、液壓泵、液壓缸、液壓馬達的功能進行全面的檢測，確保每個液壓元件的質(zhì)量良好，將發(fā)生故障的概率降到最低，從而使得試驗的質(zhì)量和效率有效提升，為新產(chǎn)品的開發(fā)工作提供更加可靠的試驗數(shù)據(jù)。

3.信號輸入故障檢測

PLC控制系統(tǒng)故障檢測之中，信號輸入故障檢測也是重要手段之一，主要是針對運行設(shè)備習慣性故障，例如輸入信號松脫、信號燈故障、控制按鈕失靈等。通過對測試開關(guān)以及指示燈的設(shè)備進行檢測，并且對按鈕和開關(guān)有效性就行測試判斷設(shè)備有沒存在故障是信號輸入故障檢測方法工作原理。

信號輸入故障檢測應(yīng)用于某步進爐的控制系統(tǒng)，并且使用按鈕和指示燈結(jié)合的檢測方法，加入按鈕、開關(guān)和指示燈之間存在懷疑則需要打開測試開關(guān)讓指示燈循環(huán)顯示，開關(guān)信號發(fā)生變化，將指示燈循環(huán)暫停。

三、結(jié)言

綜上所述，本文中筆者僅僅是對PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法進行簡單地介紹。其實對于PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法有多種多樣，文章中只是提到了其中幾種比較常用的方法。我們在對PLC控制系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中，預(yù)想想到控制系統(tǒng)可能會發(fā)生的故障然后進行提前設(shè)計出防護措施，這樣就能過將PLC習慣性故障有效避免，確保PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。所以，在選擇PLC控制系統(tǒng)故障檢測的設(shè)計方法和維護管理PLC控制系統(tǒng)主要措施就是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻：

[1]戈江華.PLC控制系統(tǒng)故障檢測方法研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014

[2]胡波，王雪麗.PLC控制系統(tǒng)故障檢測策略與實現(xiàn)[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016

（作者單位：武威職業(yè)學院）