淺析PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣工程故障診斷

綦帥

摘 要：伴隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域逐漸進(jìn)入了自動(dòng)化控制的生產(chǎn)時(shí)代，這對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的促進(jìn)作用，為了不斷提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行以及可靠性提高具有非常重要的作用。如何對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)和故障診斷是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的重要問題，為此，該文對(duì)PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣工程故障診斷進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：PLC控制網(wǎng)絡(luò) 遠(yuǎn)程電氣 故障診斷

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）08（c）-0015-02

伴隨著科技的進(jìn)步，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸深入到人們生產(chǎn)生活的各個(gè)角落，而其中的PLC技術(shù)作為一種重要的控制技術(shù)，以其應(yīng)用靈活和可行而逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中獲得良好的應(yīng)用，加上可編程控制器的操作簡(jiǎn)便性，能夠通過模擬對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行診斷分析，從而更加準(zhǔn)確地了解設(shè)備運(yùn)行中存在的問題，通過這種方法能夠很好地避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的檢測(cè)準(zhǔn)確性不足。

1 PLC定義

PLC設(shè)備，是一種可編程序的控制器，能夠應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境中，從而為工業(yè)生產(chǎn)提供一種專門的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。這種編程器能夠?qū)⒋鎯?chǔ)器存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)程序中，然后通過內(nèi)部變成執(zhí)行對(duì)應(yīng)的順序控制和定時(shí)等功能，此外還可以通過模擬等控制信號(hào)對(duì)用戶的命令進(jìn)行執(zhí)行。對(duì)于PLC控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其體積較小，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常靈活，加上編程語(yǔ)言較為豐富，能夠應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制裝置中，其在惡劣環(huán)境中的適應(yīng)性較強(qiáng)，因此能夠被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。

2 遠(yuǎn)程控制故障診斷技術(shù)中存在的問題

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，其在工業(yè)遠(yuǎn)程故障診斷中的應(yīng)用具有非常重要的作用，通過這一設(shè)備能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)中存在的不安定因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，從而掌握設(shè)備運(yùn)行故障并對(duì)其進(jìn)行及時(shí)修復(fù)處理。在當(dāng)前的遠(yuǎn)程控制診斷系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加上工業(yè)生產(chǎn)范圍較大，遠(yuǎn)程控制的距離分布非常廣，加上局域網(wǎng)絡(luò)的限制，導(dǎo)致其很難選擇同一種網(wǎng)絡(luò)編程對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，且檢測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行及時(shí)處理，這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)控制來(lái)說是一項(xiàng)極難解決的問題。而對(duì)于遠(yuǎn)程控制故障診斷技術(shù)，系統(tǒng)采用的是一種公共網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包，雖然在數(shù)據(jù)傳輸過程中受到的限制較少，但由于其開放性較大，導(dǎo)致運(yùn)行數(shù)據(jù)很可能被竊聽或者篡改，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)程故障診斷控制出現(xiàn)漏洞和失誤，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)安全事故，因此，如何提高遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的安全性是非常重要的。此外，網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信過程中的無(wú)線電信號(hào)還會(huì)遭受到網(wǎng)絡(luò)黑客的襲擊，加上移動(dòng)站和網(wǎng)絡(luò)控制中心之間的連接采用的是非物理連接，這使得無(wú)線電信號(hào)被竊取后非常容易使信息失真，這種情況使得工業(yè)生產(chǎn)的安全性受到較大威脅，一些不法分子甚至通過這些漏洞將企業(yè)信息泄露，影響企業(yè)的正常運(yùn)行。

3 遠(yuǎn)程電氣工程故障診斷的方法

3.1 故障診斷專家系統(tǒng)診斷法

故障診斷專家系統(tǒng)是利用某個(gè)領(lǐng)域一些專家的專業(yè)知識(shí)和推斷能力，模擬故障，并解決問題的人工智能軟件系統(tǒng)。根據(jù)模擬內(nèi)容和功能的不同，分為多種類型：設(shè)計(jì)型、預(yù)測(cè)型、控制型、指導(dǎo)型、維修型、監(jiān)督型、規(guī)劃型、診斷型、調(diào)試型等，其中規(guī)劃型是最常用的系統(tǒng)。規(guī)劃型的故障診斷專家系統(tǒng)主要由五大部分組成：知識(shí)儲(chǔ)備倉(cāng)、知識(shí)轉(zhuǎn)化程序、推理分析儀、人機(jī)接口、綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，5個(gè)部分相輔相成，緊密相關(guān)。知識(shí)儲(chǔ)備是專家系統(tǒng)的核心，具備充足的專業(yè)知識(shí)和有關(guān)領(lǐng)域的定義，包含有專家豐富的診斷經(jīng)驗(yàn)和大量的事實(shí)理論，如此，才能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確地故障定位。知識(shí)轉(zhuǎn)化程序是工程師將從特定領(lǐng)域?qū)＜夷抢铽@取的模糊的、不確定的甚至不兼容的知識(shí)進(jìn)行概念化處理，以組建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系。推理分析儀是根據(jù)已有的數(shù)據(jù)和要求，結(jié)合知識(shí)儲(chǔ)備倉(cāng)的理論和事實(shí)，按順序進(jìn)行可控的推理，進(jìn)而得出想要的數(shù)據(jù)。人機(jī)接口是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的軟件，可以實(shí)現(xiàn)普通用戶和專家系統(tǒng)間的對(duì)接，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)內(nèi)外的數(shù)據(jù)形式，以表格或者語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，供工作人員識(shí)別和參考。綜合數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中所產(chǎn)生的信息以及原獲取信息進(jìn)行保存處理。故障診斷專家系統(tǒng)診斷法能夠有效地診斷和模擬遠(yuǎn)程電氣工程中的故障，有效地解決故障問題。

3.2 數(shù)字信息故障診斷法

數(shù)字信息故障診斷法分為3種形式。第一種是超時(shí)限故障診斷法，具體內(nèi)容是給儀器移動(dòng)的每一個(gè)步驟設(shè)置限定的時(shí)間，設(shè)備在進(jìn)行每一個(gè)步驟時(shí)，會(huì)觸發(fā)時(shí)間啟動(dòng)器，如果定時(shí)器超過設(shè)定的時(shí)間，程序未進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)作，就會(huì)啟動(dòng)故障程序，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，強(qiáng)行停止設(shè)備的工作程序。第二種是模擬信號(hào)的故障診斷法，PLC的故障診斷原理與數(shù)字量的分析與診斷非常相似，PLC的存儲(chǔ)器先掃描輸入端的模擬信號(hào)溫度和壓力，通過數(shù)字轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)變量，然后存儲(chǔ)在PLC的存儲(chǔ)區(qū)。做好以上準(zhǔn)備工作后，模擬信號(hào)的故障診斷是對(duì)實(shí)際輸入的數(shù)量與系統(tǒng)限制的數(shù)量進(jìn)行一一比較，超出范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)停止工作，先進(jìn)行故障分析，排除危險(xiǎn)因素后，機(jī)器才得以再次正常的工作。第三種是邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)法，電子控制系統(tǒng)中的中間存儲(chǔ)器需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，這樣信號(hào)才能夠被傳達(dá)到輸入端，如果期間發(fā)生故障會(huì)使邏輯系統(tǒng)發(fā)生混亂，從而影響設(shè)備的正常運(yùn)行，容易引起安全事故，所以在對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯處理這一過程中，要做好故障預(yù)防工作，預(yù)先設(shè)置應(yīng)對(duì)故障發(fā)生的程序，一旦發(fā)生故障，便會(huì)引發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，在得到工作人員的及時(shí)處理后，機(jī)器方能再次正常工作。

3.3 PLC故障診斷系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

采用PLC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制的故障診斷系統(tǒng)，是利用在電氣設(shè)備上安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)線路信息進(jìn)行采集，并連接計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的安全控制，能夠查詢到故障出現(xiàn)的部位、了解故障的性質(zhì)和發(fā)生的原因，并能提出相應(yīng)的解決對(duì)策。PLC控制系統(tǒng)通過數(shù)字量的輸入模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的識(shí)別，設(shè)備中的開關(guān)量信號(hào)與輸入模塊中的輸入端子相通，之后將狀態(tài)值讀入到暫存區(qū)域。PLC的故障診斷過程可以分為3個(gè)步驟：第一步是檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)，第二步是從檢測(cè)到的信號(hào)中獲取可能的故障信息，第三步是根據(jù)獲得的信息，結(jié)合其他的故障經(jīng)驗(yàn)，用合適的方式來(lái)判斷電氣設(shè)備的狀態(tài)，確定設(shè)備能否正常運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展使得工業(yè)面臨著技術(shù)提升、設(shè)備更新的挑戰(zhàn)。工業(yè)控制必須朝著自動(dòng)化、連續(xù)化、高效化的方向發(fā)展，才能立于不敗之地。電氣設(shè)備的正常安全運(yùn)行是工作人員人身健康得以保障的基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備若順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，必須能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制和故障診斷。遠(yuǎn)程控制診斷技術(shù)是一個(gè)跨越多學(xué)科的新型技術(shù)，包含最前沿的科學(xué)理論和技術(shù)，在現(xiàn)代社會(huì)得到了廣泛應(yīng)用?；赑LC遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)的電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)，提高設(shè)備故障的診斷效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取綜合的手段解決問題，最終推進(jìn)電氣工程事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳健.PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷探析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（3）：101-102.

[2] 戴月.PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷[J].網(wǎng)絡(luò)通信，2014（20）：130.