試析PLC在機電設備故障診斷中的應用

趙煥章

摘 要：PLC是一種非常成熟的控制應用，其在設備控制上的應用原則是以非常簡單、實用為主，為了加強了解，該文主要針對PLC在機電設備故障診斷中的應用進行了簡單分析。

關鍵詞：PLC 機電設備 故障診斷 應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-00-01

目前，PLC技術的應用極為廣泛和普遍，從機械臂、到軋鋼生產線，這些都會用到PLC技術，只是在實際應用中，根據不用的控制類型或者控制系統的規模，會有相應的差別。因此，對PLC在機電設備故障診斷中的應用的探討有其必要性。

1 PLC技術

PLC，簡單來講，就是在系統上進行數據采集處理的核心，同時，也是一種控制系統，其有著自己獨立的CPU，而且還有相關的I/O口和功能面板，通過這些配置可以對開關量、模擬量等數據進行采集、分析、處理，同時，還具有較強的編程能力。在該技術中，融入了梯形圖程序，不僅可以控制一些復雜的邏輯程序，而且可以改善傳統的接線方式，有效地節約了系統建立成本。

2 故障診斷

在機電設備中，一般情況下，主要涉及到的故障診斷分為三種，在這里我們進行具體的說明。

2.1 模擬量信號故障診斷

在機電設備中，PLC對模擬量信號的診斷與識別，主要是通過模擬量的輸入與輸出來完成。正如我們所知，模擬量工作模塊其主要是依據就是A/D轉換原理，在工作過程中，模擬信號會通過輸入設備到達到系統，結合在輸出的模擬信號，采用PLC技術來加強對象控制，從實質上講，就是將以系統極限值為參考，通過對模擬量的分析，進行實際值研究的一個過程。在分析時，若是實際值與極限值接近，那么系統的運行狀態則正常；若是實際值與極限值相差太大，那么系統的運行狀態則不正常。因此，對系統運行狀態是否正常的判斷依據應該以極限值與實際值的范圍為標準，與此同時，還要根據實際情況，確定模擬量值，在相關的邏輯關系下，將模塊上的開關量和輸出位進行啟支，進而主動地發出信號，從而得到準確的診斷結果，以便于對機電設備實現有效控制。

2.2 開關量信號識別

在系統運行中，對于開關量的識別，診斷過程的完成主要是通過輸入模塊來實現。機電設備在PLC技術的控制下，其所對應的開關量必然會發生變化，并且還會與輸入端形成有效的連接，如操作按鈕、行程開關、溫度、壓力以及液位等等。另外，在內部電路中，PLC還可以對開關信號有一個很好的感知，且具有較高的靈敏度。為此，要想全面了解系統的運行狀態，就可以通過輸入端的狀態值來進行分析，具體的工作原理如下：在對開關量診斷的過程中，其實就是對實際狀態值以及輸入狀態值的比較的過程，在工作中，若是兩者的值相同，那么工作狀態則為正常，若是兩者值不正常，那么工作狀態則可能發生了故障。

在診斷過程中，這種診斷方法，是通過實時在線診斷來完成的，并且在診斷過程中，結合梯形圖編程，不僅可以準確地定位設備和系統的故障情況，另一方面，可以在系統過程控制中，融入故障診斷，加強對機電設備的實時有效保護。

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，接收系統或者設備的故障信號，其區別于上述兩種方法最大特點就是系統發生故障時，CPU會立即作出響應，系統程序發生停止，但是主程序處于正常運行。一般而言，主要用到的PLC中斷方式大致有以下幾種：（1）間隔定時器：在程序運行中，由間隔定時器來實現中斷，并且可以保證一定的精度；（2）輸入中斷：簡單來講，就在off轉換為ON的時間內，進行中斷處理；（3）高速計數器：這種方法的中斷，中斷快、可以當前執行。因此，在診斷時，要根據相關實際情況，合理選擇中斷方法，同時，要以故障對設備和系統的影響度為根本要求，合理確定中斷方式，避免突發性故障的發生，進而引發更大的事故。

3 智能化故障診斷的實現

目前，在科學技術不斷發展的過程中，計算機系統與PLC技術進行了有效的結合，從而推進了機電設備的智能化診斷和管理，在實際應用中，主要從以下方面入手：首先，在傳統的形式下，單純的PLC技術是無法實現智能化的診斷的，為此，需要利用現代的通訊技術、網絡技術，構建一個網絡管理系統，做到取長補短，進行保證故障診斷的有效性、科學性以及合理性，其次，在診斷過程中，要充公發揮PLC的技術的優勢作用，如對于一些故障嚴重的問題可以通過PLC來完成，如信號檢測、邏輯判斷等等，通過復雜的數據分析，完成人機的良好配合，從而有效地加強對設備的保護，同時，還要結合相關相關專業知識，對故障進行分析、判斷和決策，提高決策的科學性和系統性。總之，機電設備的智能化診斷可以有效地提高診斷的準確性和效率，這也是未來診斷技術的發展方向和趨勢。

4 注意事項

（1）在系統運行的過程中，通常故障信號在送入PLC的輸入端以后，編程時會讓故障信號轉換成OUT數據信息或者是報警信號顯示出來，為此，如果處于長時間動作，就需要加個時間給它啊，如說設備動作一次有2 s的信號，那么就可以通過相應的措施，把時間設置為3 s或4 s，或者是更長的時間，并且，在實際工作中，需要根據具體的設備及其運行情況來設定，要求信號達到預定時間就有輸出控制報警，自然就可以得到正確的診斷結果。（2）一般機電設備的故障，都要求轉化成信號，再輸入到PLC當中，比如開關量、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、有效地采集這些故障信號。如機器接受到運轉信號后，如果不能正常工作，要考慮是是何種原因造成電機不運行，若是過載跳閘，就取斷路器或者熱繼電器的信號；若是溫度過高，就取電機內部熱敏電阻的信號；若是機械傳動部件損壞，就增加測量編碼器，通過正確的采集所需要的保護信號，從而來提高診斷效率。

5 結語

總而言之，在機電設備故障診斷過程中，PLC技術的應用為其提供了強大的技術支撐，不僅滿足了系統運行的各項要求，而且可以有效地保護系統設備，是一種極為有效的診斷方法，目前這種方法已經滲透到各個領域中，有著廣闊的發展前景。

參考文獻

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