趙煥章

摘 要：PLC是一種非常成熟的控制應(yīng)用，其在設(shè)備控制上的應(yīng)用原則是以非常簡(jiǎn)單、實(shí)用為主，為了加強(qiáng)了解，該文主要針對(duì)PLC在機(jī)電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：PLC 機(jī)電設(shè)備 故障診斷 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（a）-00-01

目前，PLC技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛和普遍，從機(jī)械臂、到軋鋼生產(chǎn)線，這些都會(huì)用到PLC技術(shù)，只是在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不用的控制類型或者控制系統(tǒng)的規(guī)模，會(huì)有相應(yīng)的差別。因此，對(duì)PLC在機(jī)電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用的探討有其必要性。

1 PLC技術(shù)

PLC，簡(jiǎn)單來(lái)講，就是在系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理的核心，同時(shí)，也是一種控制系統(tǒng)，其有著自己獨(dú)立的CPU，而且還有相關(guān)的I/O口和功能面板，通過(guò)這些配置可以對(duì)開(kāi)關(guān)量、模擬量等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、處理，同時(shí)，還具有較強(qiáng)的編程能力。在該技術(shù)中，融入了梯形圖程序，不僅可以控制一些復(fù)雜的邏輯程序，而且可以改善傳統(tǒng)的接線方式，有效地節(jié)約了系統(tǒng)建立成本。

2 故障診斷

在機(jī)電設(shè)備中，一般情況下，主要涉及到的故障診斷分為三種，在這里我們進(jìn)行具體的說(shuō)明。

2.1 模擬量信號(hào)故障診斷

在機(jī)電設(shè)備中，PLC對(duì)模擬量信號(hào)的診斷與識(shí)別，主要是通過(guò)模擬量的輸入與輸出來(lái)完成。正如我們所知，模擬量工作模塊其主要是依據(jù)就是A/D轉(zhuǎn)換原理，在工作過(guò)程中，模擬信號(hào)會(huì)通過(guò)輸入設(shè)備到達(dá)到系統(tǒng)，結(jié)合在輸出的模擬信號(hào)，采用PLC技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)象控制，從實(shí)質(zhì)上講，就是將以系統(tǒng)極限值為參考，通過(guò)對(duì)模擬量的分析，進(jìn)行實(shí)際值研究的一個(gè)過(guò)程。在分析時(shí)，若是實(shí)際值與極限值接近，那么系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)則正常；若是實(shí)際值與極限值相差太大，那么系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)則不正常。因此，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是否正常的判斷依據(jù)應(yīng)該以極限值與實(shí)際值的范圍為標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，還要根據(jù)實(shí)際情況，確定模擬量值，在相關(guān)的邏輯關(guān)系下，將模塊上的開(kāi)關(guān)量和輸出位進(jìn)行啟支，進(jìn)而主動(dòng)地發(fā)出信號(hào)，從而得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，以便于對(duì)機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效控制。

2.2 開(kāi)關(guān)量信號(hào)識(shí)別

在系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)于開(kāi)關(guān)量的識(shí)別，診斷過(guò)程的完成主要是通過(guò)輸入模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)電設(shè)備在PLC技術(shù)的控制下，其所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量必然會(huì)發(fā)生變化，并且還會(huì)與輸入端形成有效的連接，如操作按鈕、行程開(kāi)關(guān)、溫度、壓力以及液位等等。另外，在內(nèi)部電路中，PLC還可以對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)有一個(gè)很好的感知，且具有較高的靈敏度。為此，要想全面了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，就可以通過(guò)輸入端的狀態(tài)值來(lái)進(jìn)行分析，具體的工作原理如下：在對(duì)開(kāi)關(guān)量診斷的過(guò)程中，其實(shí)就是對(duì)實(shí)際狀態(tài)值以及輸入狀態(tài)值的比較的過(guò)程，在工作中，若是兩者的值相同，那么工作狀態(tài)則為正常，若是兩者值不正常，那么工作狀態(tài)則可能發(fā)生了故障。

在診斷過(guò)程中，這種診斷方法，是通過(guò)實(shí)時(shí)在線診斷來(lái)完成的，并且在診斷過(guò)程中，結(jié)合梯形圖編程，不僅可以準(zhǔn)確地定位設(shè)備和系統(tǒng)的故障情況，另一方面，可以在系統(tǒng)過(guò)程控制中，融入故障診斷，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)有效保護(hù)。

2.3 中斷方式故障診斷

這種方法的診斷原理主要就是利用PLC的輸入中斷源，接收系統(tǒng)或者設(shè)備的故障信號(hào)，其區(qū)別于上述兩種方法最大特點(diǎn)就是系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)立即作出響應(yīng)，系統(tǒng)程序發(fā)生停止，但是主程序處于正常運(yùn)行。一般而言，主要用到的PLC中斷方式大致有以下幾種：（1）間隔定時(shí)器：在程序運(yùn)行中，由間隔定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)中斷，并且可以保證一定的精度；（2）輸入中斷：簡(jiǎn)單來(lái)講，就在off轉(zhuǎn)換為ON的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行中斷處理；（3）高速計(jì)數(shù)器：這種方法的中斷，中斷快、可以當(dāng)前執(zhí)行。因此，在診斷時(shí)，要根據(jù)相關(guān)實(shí)際情況，合理選擇中斷方法，同時(shí)，要以故障對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的影響度為根本要求，合理確定中斷方式，避免突發(fā)性故障的發(fā)生，進(jìn)而引發(fā)更大的事故。

3 智能化故障診斷的實(shí)現(xiàn)

目前，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與PLC技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，從而推進(jìn)了機(jī)電設(shè)備的智能化診斷和管理，在實(shí)際應(yīng)用中，主要從以下方面入手：首先，在傳統(tǒng)的形式下，單純的PLC技術(shù)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化的診斷的，為此，需要利用現(xiàn)代的通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，做到取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)行保證故障診斷的有效性、科學(xué)性以及合理性，其次，在診斷過(guò)程中，要充公發(fā)揮PLC的技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，如對(duì)于一些故障嚴(yán)重的問(wèn)題可以通過(guò)PLC來(lái)完成，如信號(hào)檢測(cè)、邏輯判斷等等，通過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，完成人機(jī)的良好配合，從而有效地加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的保護(hù)，同時(shí)，還要結(jié)合相關(guān)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，對(duì)故障進(jìn)行分析、判斷和決策，提高決策的科學(xué)性和系統(tǒng)性?？傊瑱C(jī)電設(shè)備的智能化診斷可以有效地提高診斷的準(zhǔn)確性和效率，這也是未來(lái)診斷技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。

4 注意事項(xiàng)

（1）在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，通常故障信號(hào)在送入PLC的輸入端以后，編程時(shí)會(huì)讓故障信號(hào)轉(zhuǎn)換成OUT數(shù)據(jù)信息或者是報(bào)警信號(hào)顯示出來(lái)，為此，如果處于長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作，就需要加個(gè)時(shí)間給它啊，如說(shuō)設(shè)備動(dòng)作一次有2 s的信號(hào)，那么就可以通過(guò)相應(yīng)的措施，把時(shí)間設(shè)置為3 s或4 s，或者是更長(zhǎng)的時(shí)間，并且，在實(shí)際工作中，需要根據(jù)具體的設(shè)備及其運(yùn)行情況來(lái)設(shè)定，要求信號(hào)達(dá)到預(yù)定時(shí)間就有輸出控制報(bào)警，自然就可以得到正確的診斷結(jié)果。（2）一般機(jī)電設(shè)備的故障，都要求轉(zhuǎn)化成信號(hào)，再輸入到PLC當(dāng)中，比如開(kāi)關(guān)量、模擬量、或者直接的通訊控制器等等，為此，需要考慮的是采取何種方法，合理、科學(xué)、有效地采集這些故障信號(hào)。如機(jī)器接受到運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)后，如果不能正常工作，要考慮是是何種原因造成電機(jī)不運(yùn)行，若是過(guò)載跳閘，就取斷路器或者熱繼電器的信號(hào)；若是溫度過(guò)高，就取電機(jī)內(nèi)部熱敏電阻的信號(hào)；若是機(jī)械傳動(dòng)部件損壞，就增加測(cè)量編碼器，通過(guò)正確的采集所需要的保護(hù)信號(hào)，從而來(lái)提高診斷效率。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在機(jī)電設(shè)備故障診斷過(guò)程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用為其提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，不僅滿足了系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)要求，而且可以有效地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，是一種極為有效的診斷方法，目前這種方法已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域中，有著廣闊的發(fā)展前景。

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