PLC技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要：PLC技術(shù)是一種數(shù)字運算操作的電子裝置，是計算機(jī)與工業(yè)的有效結(jié)合。它采用可以編程的存儲器，通過數(shù)字式或模塊式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。文章首先介紹了PLC技術(shù)的工作原理及其技術(shù)特點和適用范圍，重點分析了它在機(jī)電設(shè)備故障檢測中的作用，最后提出了幾點在故障診斷中應(yīng)注意的問題，希望對PLC技術(shù)的了解能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機(jī)電設(shè)備；故障診斷

引言

隨著現(xiàn)代化控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展需要，PLC技術(shù)的誕生正是適應(yīng)了現(xiàn)代化的發(fā)展需要，在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，給生產(chǎn)帶來了極大的便利。它具有邏輯運算、自動控制、自動定時和計算的功能，通過數(shù)字模擬，可以控制各類機(jī)械的運作過程。它的操作簡單、運行穩(wěn)定，可以避免很多無謂的工作，提高了機(jī)電設(shè)備維修的效率，為工業(yè)領(lǐng)域帶來了極大的便利。那么，PLC技術(shù)的運行原理是怎樣的，它在機(jī)電設(shè)備中的故障診斷是怎樣進(jìn)行的，下面將對這些問題進(jìn)行分析探討。

1 PLC技術(shù)的概述

1.1 PLC技術(shù)的基本應(yīng)用原理

PLC全稱為可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算數(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

PLC的工作原理包括輸入處理、程序處理、輸出處理三個部分。PLC最開始的環(huán)節(jié)就是進(jìn)行輸入采樣，它是最基本也是最初的環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)所用到的設(shè)備就是掃描儀，用掃描儀對數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，將掃描出來的數(shù)據(jù)儲存起來，然后進(jìn)行分析處理。在輸入數(shù)據(jù)時一定要注意數(shù)據(jù)的真實性，以免因數(shù)據(jù)的錯誤造成不必要的損失。內(nèi)部的處理是在計算機(jī)內(nèi)部擁有的程序設(shè)定的基礎(chǔ)上，對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，然后輸出相應(yīng)的控制信號來控制輸出設(shè)備。輸出處理是將計算機(jī)內(nèi)部處理的結(jié)果信號轉(zhuǎn)換成輸出信號來輸出，再通過PLC端口對外部設(shè)備進(jìn)行控制。這三個過程相輔相成，不可缺少，所以要保證每個環(huán)節(jié)都做到精確，尤其是輸入環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)輸入，它直接影響輸出信號的精確度。

1.2 PLC技術(shù)的特點及其適用范圍

PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮的作用越來越大，它也存在很多優(yōu)越性。首先，可靠性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)。PLC采用嚴(yán)格的大規(guī)模集成電路，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝，精確性高，可靠性強(qiáng)。其次，功能多，適用領(lǐng)域廣。PLC采用完善的數(shù)據(jù)運算能力，可在鋼鐵、石油、電力、建材等各行業(yè)廣泛運用。第三，操作簡單，易學(xué)易用。PLC技術(shù)操作簡單，深受工程技術(shù)人員歡迎。體積小、重量輕、能耗低也是它的特點。PLC擁有方便快捷、操作簡便的特點，在各行各業(yè)受到廣泛的歡迎。

目前，PLC在鋼鐵、石油化工、電力、機(jī)械制造、交通運輸?shù)雀鱾€行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，適用范圍也不斷擴(kuò)大，適用范圍一般可以分為五個方面：（1）開關(guān)量的信號控制；（2）模擬量控制；（3）過程控制，如在冶金、化工、鍋爐控制等場合；（4）數(shù)據(jù)處理；（5）通信及聯(lián)網(wǎng)。

2 PLC技術(shù)在機(jī)電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用

2.1 模擬量信號故障診斷

PLC在機(jī)電設(shè)備中對模擬信號故障的檢驗是采用輸入與輸出模擬信號的方法來實現(xiàn)的。在輸入模擬信號后，系統(tǒng)會自動和系統(tǒng)內(nèi)存在的數(shù)據(jù)參考值進(jìn)行比較，如果實際值與極限值相差太大，則認(rèn)為系統(tǒng)運行不正常；若兩者比較接近，那么程序運行就沒有問題。這種對模擬信號的故障診斷方便快捷，能夠快速并準(zhǔn)確找到故障所在以及發(fā)生故障的原因，以便對設(shè)備故障及時進(jìn)行處理，更好的維護(hù)機(jī)電設(shè)備。

2.2 開關(guān)量信號故障診斷

對系統(tǒng)開關(guān)量的故障診斷是根據(jù)輸入設(shè)備輸入的狀態(tài)值，對狀態(tài)值進(jìn)行分析判斷。并且開關(guān)量的變化與輸入端直接聯(lián)系。另外。PLC電路能夠感知開關(guān)信號的有無，從而對系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測。如果實際狀態(tài)值與輸入狀態(tài)值相同，那么就說明系統(tǒng)工作正常；若果兩者值不相同，那么系統(tǒng)可能發(fā)生了故障。這種診斷方法是通過實時在線診斷來完成的，方便快捷，能夠第一時間了解系統(tǒng)的運行情況，并且診斷中結(jié)合梯形圖編程，可以準(zhǔn)確定位系統(tǒng)故障的發(fā)生點，能夠幫助工作人員快速找到故障發(fā)生的原因及具體位置，更加方便快捷的對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)。

2.3 中斷方式故障診斷

中斷方式故障診斷的原理是在PLC輸入中斷源的基礎(chǔ)上，在系統(tǒng)發(fā)生故障時對故障信號進(jìn)行檢測，然后系統(tǒng)會做出相應(yīng)的反應(yīng)，中斷系統(tǒng)的工作。在檢測到故障信號時，系統(tǒng)會立即做出反應(yīng)，系統(tǒng)程序發(fā)生停止，系統(tǒng)中斷，但是主程序正常運行。PLC中斷方式的應(yīng)用一般會在以下幾種情況用到：（1）間隔定時器，用間隔定時器在系統(tǒng)運行中實現(xiàn)中斷，能夠在發(fā)生故障是及時對系統(tǒng)進(jìn)行中斷，提高了中斷的精度。（2）輸入中斷，在OFF轉(zhuǎn)換為ON的時間內(nèi)，進(jìn)行中斷處理；（3）高速計數(shù)器，這種方法中斷速度快。這三種中斷方式各自有各自的特點及適用情況，所以應(yīng)根據(jù)實際情況具體情況具體分析，合理選擇中斷方式。還要考慮故障對系統(tǒng)的破壞程度，合理選擇中斷方式，避免引起更大的系統(tǒng)故障。

2.4 以煤礦機(jī)電設(shè)備為例進(jìn)行具體分析

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，對各種資源的需求也在不斷擴(kuò)大，尤其是對煤炭的需求已經(jīng)越來越大，而我國采煤技術(shù)的采煤效率還不是很高。但是，自從PLC技術(shù)應(yīng)用到采煤中，不但提高了采煤的效率，而且可以有效保證采煤過程的安全性。這種技術(shù)大大提高了采煤的自動化程度。例如在煤礦開采中PLC可以設(shè)置報警信號，以便于在故障發(fā)生之后立即通知到相關(guān)人員即刻采取應(yīng)對措施，維護(hù)設(shè)備、保證設(shè)備的安全運行。

3 PLC技術(shù)故障診斷中應(yīng)注意的問題

3.1 保證信號采集的科學(xué)性有效性

在機(jī)電設(shè)備故障診斷中，故障信息不能直接輸入到計算機(jī)中，而是要將這些信息以一種信號的方式代替故障信息輸入到計算機(jī)中，然后PLC對其進(jìn)行程序編輯。所以信號的采集是至關(guān)重要的，一旦信號的準(zhǔn)確性發(fā)生問題，那么直接影響故障的診斷結(jié)果。所以在輸入端輸入信號時，一定要保證信號的準(zhǔn)確性和完整性。采用科學(xué)的方式對信號進(jìn)行采集，保證信號的準(zhǔn)確性和有效性，減少信號采集中出現(xiàn)的問題和錯誤，從而更準(zhǔn)確的診斷系統(tǒng)的故障。

3.2 保證良好的系統(tǒng)運行狀態(tài)

在開始系統(tǒng)故障診斷之前，要保證良好的系統(tǒng)運行狀態(tài)，這樣才能更好地對系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測。如果在診斷過程中有檢測出有問題的地方，就要重啟系統(tǒng)進(jìn)行第二次檢測；如果診斷過程中發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重故障的，這時系統(tǒng)要退出測試過程，利用PLC技術(shù)進(jìn)行故障診斷信息的傳遞，最后的診斷結(jié)果及其解決方法會出現(xiàn)在顯示屏上，方便工作人員采取合理的解決方法對故障進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)是計算機(jī)引入生產(chǎn)的高技術(shù)高性能的控制技術(shù)，它在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，給人們帶來的越來越多的便利。這種技術(shù)具有極高的穩(wěn)定性，當(dāng)環(huán)境條件十分惡劣時也不會受到影響。最重要的是它操作簡便、易學(xué)易懂，操作人員只要稍加培訓(xùn)便可掌握這門技術(shù)，所以它的應(yīng)用范圍更廣。這種技術(shù)可以在機(jī)電設(shè)備運行過程中對模擬信號、開關(guān)量、中斷方式進(jìn)行故障診斷，大大方便了機(jī)電設(shè)備的維修和護(hù)養(yǎng)，避免了許多無意義的工作，提高了維修的效率，在實際應(yīng)用中獲得廣泛好評。

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