李昶君　張甲

摘要：PLC控制系統(tǒng)的軟件資源極其豐富，如果能夠充分利用這些資源對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢測(cè)，可以使控制系統(tǒng)擁有自檢測(cè)功能，文章對(duì)PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以期對(duì)于PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的技術(shù)的推廣起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；故障檢測(cè)；自檢測(cè)功能

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）07-

1 概述

PLC（可編程序控制器）具有功能強(qiáng)大、使用方便以及可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)的設(shè)備診斷，PLC控制器具有一定的自診斷功能，一旦出現(xiàn)故障可以借助此程序進(jìn)行快速定位，找到故障并進(jìn)行處理。PLC及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障所在并自動(dòng)停機(jī)和報(bào)警，便于查找故障的位置，提高了維修效率，本文對(duì)PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法和應(yīng)用進(jìn)行探討，不足之處，敬請(qǐng)指正。

2 PLC控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法

PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法根據(jù)其檢測(cè)方式、檢測(cè)范圍的不同可以分為以下幾個(gè)方面：局部狀態(tài)檢測(cè)法、故障綜合檢測(cè)法、超時(shí)限故障檢測(cè)法、步進(jìn)跟蹤檢測(cè)法以及行程定時(shí)器判斷法等。

2.1 局部狀態(tài)檢測(cè)法

局部狀態(tài)檢測(cè)法的故障檢測(cè)原理是通過對(duì)PLC控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并判斷其之間的相互關(guān)系和狀態(tài)邏輯，從而對(duì)PLC控制系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的原因以及故障的位置進(jìn)行判斷，這種方法適合于對(duì)PLC控制系統(tǒng)的比較重要的部位進(jìn)行檢測(cè)。

局部狀態(tài)檢測(cè)法大多應(yīng)用于大型數(shù)控組合機(jī)床，一般機(jī)床有兩個(gè)開關(guān)：一個(gè)動(dòng)力頭原位限位開關(guān)，另一個(gè)是機(jī)床向前運(yùn)行的限位開關(guān)，兩者不能同時(shí)被按下，也即是不能同時(shí)對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，如果同時(shí)按下兩個(gè)按鈕，則可以肯定的是其中一個(gè)開關(guān)出現(xiàn)故障，因此在用戶軟件的編程過程中可以添加此類控制，兩個(gè)輸入信號(hào)不能同時(shí)作用。

2.2 故障綜合檢測(cè)法

如果PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行正常，其輸入和輸出信號(hào)、記憶裝置之間存在一定的邏輯運(yùn)算關(guān)系，這種關(guān)系一旦被干擾，則會(huì)出現(xiàn)故障和異常，而造成PLC控制系統(tǒng)正在執(zhí)行的程序會(huì)中止。所以，為了避免PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)這樣的故障，可以在用戶程序中提前添加習(xí)慣性故障的邏輯程序，一旦這種邏輯關(guān)系出現(xiàn)問題，可以利用故障綜合檢測(cè)的放法進(jìn)行故障信號(hào)的輸出，來實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)的功能。

2.3 超時(shí)限故障檢測(cè)法

PLC控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的控制過程中，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行有嚴(yán)格要求，包括其時(shí)間區(qū)段、時(shí)間范圍等，如果超出時(shí)限，就會(huì)對(duì)下一個(gè)工步有所影響，甚至?xí)霈F(xiàn)設(shè)備故障。因此要以設(shè)備運(yùn)行的每一個(gè)工步對(duì)不同的時(shí)間區(qū)段做出嚴(yán)格設(shè)置，或者安裝一個(gè)定時(shí)器，來檢測(cè)工步動(dòng)作，然而定時(shí)器的時(shí)間點(diǎn)不能等同于工步之間的時(shí)間間隔，至少要比工步之間的時(shí)間間隔多30%，如果工步運(yùn)行時(shí)間超限，定時(shí)器就會(huì)發(fā)出故障信號(hào)，設(shè)備運(yùn)行中斷，這叫做節(jié)拍式定點(diǎn)保護(hù)。

超時(shí)限故障檢測(cè)法大多應(yīng)用于PLC控制系統(tǒng)的后備保護(hù)裝置，比如PLC控制電流繼電器，如果其出現(xiàn)故障，則會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生較大破壞，時(shí)間保護(hù)裝置的設(shè)置可以根據(jù)定時(shí)器發(fā)出的故障信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的運(yùn)行中斷，對(duì)于設(shè)備的保護(hù)來說多了一層

保障。

2.4 步進(jìn)跟蹤檢查法

一般而言，PLC控制系統(tǒng)可以被分為一些步進(jìn)方式控制的小型系統(tǒng)，這種方式可以讓設(shè)備的運(yùn)行過程進(jìn)行分段檢測(cè)控制邏輯及其出現(xiàn)的故障，從而對(duì)故障發(fā)生的原因做出正確判斷，并進(jìn)行

處理。

2.5 行程定時(shí)器判斷法

PLC控制系統(tǒng)在對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的過程中往往需要幾個(gè)指令聯(lián)合完成，比如輸入指令、接受信號(hào)等，同時(shí)幾個(gè)指令作用于設(shè)備，如果機(jī)器設(shè)備沒有按照預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行輸入信號(hào)所指示的動(dòng)作，則說明控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，形成定時(shí)器判斷法就是按照設(shè)備實(shí)際運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行時(shí)間的間隔來對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。

3 PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法的應(yīng)用

3.1 移位寄存器實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)

移位寄存器是PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法的重要應(yīng)用，移位寄存器是16位的，它可以檢測(cè)16種故障，在系統(tǒng)開啟之前，移位寄存器處于關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)開啟之后，移位寄存器開始產(chǎn)生動(dòng)作，同時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障所在，移位寄存器會(huì)向故障所在位置進(jìn)行移動(dòng)，并進(jìn)行處理，之后移位寄存器會(huì)繼續(xù)移動(dòng)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

3.2 信號(hào)輸入故障檢測(cè)

信號(hào)輸入故障檢測(cè)也是PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的重要手段，主要針對(duì)于運(yùn)行設(shè)備習(xí)慣性故障，比如控制按鈕失靈、信號(hào)燈故障、輸入信號(hào)松脫等，信號(hào)輸入故障檢測(cè)方法是通過對(duì)測(cè)試開關(guān)及指示燈的設(shè)備，并對(duì)按鈕和開關(guān)的有效性測(cè)試，以判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障。

信號(hào)輸入故障檢測(cè)應(yīng)用于某步進(jìn)爐的控制系統(tǒng)，并且采用按鈕和指示燈聯(lián)合的測(cè)試方法，如果對(duì)按鈕和指示燈、開關(guān)產(chǎn)生懷疑的話，需要把測(cè)試開關(guān)打開，讓指示燈循環(huán)顯示，開關(guān)信號(hào)發(fā)生變化，則暫停指示燈循環(huán)。具體的程序框圖如圖1所示：

3.3 基于PLC控制的多功能液壓元件試驗(yàn)臺(tái)

由于PLC具有抗干擾能力較強(qiáng)、安全可靠性高、硬件安裝和接線簡(jiǎn)單方便、開發(fā)靈活等優(yōu)點(diǎn)，使得PLC非常適合應(yīng)用于液壓回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。多功能液壓元件試驗(yàn)臺(tái)是PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法的重要應(yīng)用，其主要目的是檢測(cè)液壓缸、液壓泵、液壓閥以及液壓馬達(dá)的性能特性，保證各個(gè)液壓元件的出廠質(zhì)量，避免出現(xiàn)系統(tǒng)故障，提高試驗(yàn)的效率和水準(zhǔn)，并為新產(chǎn)品的開發(fā)提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。液壓試驗(yàn)臺(tái)的液壓系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

4 結(jié)語

PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的方法不僅僅是本文所提到的這幾種，其具體的應(yīng)用也有很多，本文篇幅所限，僅僅介紹了幾種常見的關(guān)于PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法和應(yīng)用。在實(shí)際的PLC控制系統(tǒng)軟件開發(fā)時(shí)，也可以預(yù)先想到控制系統(tǒng)能夠出現(xiàn)的故障，并進(jìn)行提前設(shè)計(jì)，應(yīng)避免其出現(xiàn)習(xí)慣性故障，以促使PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：李昶君（1987-），男，供職于山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司滕州卷煙廠；張甲（1987-），男，供職于山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司滕州卷煙廠。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）