基于PLC控制程序的故障診斷模型研究

戴丹丹

（集寧師范學院 物理系，內蒙古 烏蘭察布 012000）

1 PLC控制程序的概況

PLC并不是只有一個種類，各種各樣的都有，但是基本其所發揮的作用都差不多，結構配置還有發揮作用的機制也都很相似，現在我們所說的PLC就是利用一定的算法通過輸入以及輸出這樣的交換，來通過一定的渠道將其意圖在工業生產中體現出來.我們說，PLC其實就是一個小型計算機，像計算機所帶的存儲數據的功能、CPU、獨立的電源、輸入輸出電路這些東西他都有，從這里我們就可以看出來實際上，其發掘的潛力還是非常巨大的.我們在認識PLC這項技術的時候要有全局的視野，和擴散性的思維，不能被已取得的成就限制了思路.

以往的那些中間繼電器做那個效果不穩定，容易對操作帶來一定的影響，PLC系統克服了其存在的缺點，擁有良好的使用效果，表現也非常穩定.但是我們要做到保證PLC的可靠性就必須要抓到它的關鍵部位，那就和其輸入以及輸出接口相連的兩個元件，一個是控制的元件，一個是電氣執行的元件，只有把握住這兩個的穩定性，才能夠其整體功能的發揮，這也是符合科學的管理方法的，再小的設備都會存在自己的關鍵部分，在處理問題的時候抓住像這樣的主要矛盾，對于解決問題來說是至關重要的.

為了更好的解決這個問題，我們必須可以從標本練個方面來著眼，要治標的話，那么只需要定時的檢查這些元件的功能是否正常就可以了；要是治本的話，我們當然還是需要找到更好的元件供給商，選擇更優質的元件，這樣就能省去我們很大的功夫，但是一個問題就是無論是治標還是治本，都不是絕對的，要解決這個問題就必須要考慮周全，即便是再好的元件也不能保證不發生問題，縱使是質量不算太好的元件，其故障率也不會非常高.但是便宜元件的價格優勢總能體現的非常完美，所以我們可以采取標本兼治的辦法，對于那些已經無法修復的元件，我們就采取更換的辦法，對于那些可以使用的，我們就可以多檢查工作狀態和經常進行故障診斷來預防其影響生產.

對于PLC潛在功能的開放一直工業生產中的一個重點，由于其內部有很多元件，所有它就可以研發出很多的功能，現代工業生產是一項復雜的活動，發生什么情況難以預測，也許突然間輸入元件就會發出信號而輸出信號就會收到其影響，這種錯誤的信號就將影響工業的生產.而由于PLC內部有計數器、輔助繼電器等類似這些元件，實現屏蔽輸入元件的信號就可以減少誤動作，使生產免受很多不必要的損失.

對于PLC的故障的劃分，我們也可以分為兩種情況，其一就是PLC本身的故障，另一種就是在現場出現的問題，這兩個方面出現的故障都可以叫做控制系統故障.PLC控制系統實際上就是根據以PLC為小核心的控制體系，其發生故障不一定都在其自身，它所控制的區域其所發生的故障都算做PLC故障，中央處理器、I/O模塊等會發生問題，繼電器、閥門等同樣會發生問題，根據我們的及時判斷，找出問題到底出在什么地方，這是確定我們下一步行動的關鍵，找準發生故障的區域，在此基礎上綜合各種手段，進行具體發生故障區域的確認，由于該系統對于工業生產的重要性，所以發現故障以及解決故障的速度一定要快，這樣就能盡量減少給工業生產帶來的損失，因此這就要求我們要正確的找到發生故障的部位，綜合運用各種手段迅速的解決問題.

2 PLC控制系統故障的診斷方法

關于PLC故障的診斷方法，可以分為幾種：一種就是利用其本身就具有的功能，進行自我診斷，及時發現問題，并且及時解決，當然由于這種辦法并不能解決所有的故障，有些故障可能憑借這種方法不能夠很好的解決，這就需要我們找其他的方法來為之進行補充，目前隨著科學技術以及人們實踐水平的不斷提高，產生了大概三種其他的措施來配個PLC的自我診斷，諸如先用一般的常規辦法進行診斷，當仍然不起作用的時候，就用備件法，以防止長時間的故障對工業生產造成很大的影響，與備件法在同一選擇梯隊的是儀器測量法，這主要是觀察哪里出現了異樣，及時找出來解決問題.

2.1 利用系統的自診功能來進行故障的診斷

PLC其實是一個元件非常豐富的微型的計算機，其本身包含著相對來說比較齊全的結果，其中不但包括了像CPU，而且還包含了計算器等重要的元件，其附著的這些元件就決定其有很強大的延伸功能，可以說當初用PLC是看重了其自診功能比較強大，對故障發現比較快，那么現在隨著科學技術的發展，在PLC上實現更多的功能就成為了可能，在這樣一個計算機上，更多的工業發展所需要新技術都可以融入進去，完善的配置就決定了其具有很好的診斷功能，能敏銳的察覺到哪里出現了問題并進行及時的解決，當時這種機制其實也不是任何時候都能夠發揮作用的，如果有些硬件發生了故障的時候，系統就沒辦法察覺出來，這其實也是科學發展的內在推動力，任何的設備都可能存在一定的缺憾，但是科學的發展就在于彌補這些小缺陷的時候，往往能夠發展出更具有科學價值的新的發現，PLC存在的缺陷也是正是我們科學不斷發展所要跨過的一道坎，但是既然發生了故障，這時候如果不采取其他措施的話，就會造成非常嚴重的后果.同時這也就決定了其實系統的自診斷能力還是有限的，所以其他措施的輔助還是非常有必要的.

2.2 常規的診斷方法

這種一般的測量方法，科學技術的發展雖然能夠提供更加先進的工藝以及更加先進的管理設備，但是基礎的辦法在任何的時候都能夠發揮出其巨大的作用，因為其是構成那么多復雜科學的基礎所在，常規測量就是在先進的儀器找不到發生故障區域的時候派上用場，它的主要的作用就是縮小故障區域，一個故障其實影響的區域是非常大的，所以排查的工作量其實很大，這種把范圍縮小的辦法在遇到新問題新情況的情況下非常有效，雖然能找到發生故障的地點，但其效率遠遠沒有系統自診斷功能那么強，可是其可靠性是非常強的，通過觀察指示燈亮與否，我們就可以大概知道是不是這個區域發生了問題，如果有些異常的情況，再進行進一步的診斷.還有就是靠萬用表檢查線路之間是不是出現了短路等情況，看有沒有異樣，諸如說，是不是有異常的儀器發熱現象、打火等現象，這樣進一步縮減范圍，直到找到發生問題的故障所在.

2.3 后備元件整個替換

實際上PLC控制系統是分為不同的模塊的，每一個模塊的功能都有所不同，所以當某個環節發生問題的時候，我們就可以根據常規診斷所得來的結果，找到需要處理的區域，查看哪個功能區發生了問題，如果能及時處理就及時的處理，如果不能及時的處理就用備件將這個模塊進行置換，以保證故障停機時間能夠做到最小.但是有一點我們必須注意的就是，我們一定要查看置換的電路板的具體的型號，在連接的時候一定要細心，以免發生次生性的錯誤以及安全隱患，導致線路陷入更大的故障當中，還有就是所有的這些操作一定注意自身的安全，要在斷電的情況下進行操作.而且為了讓后來的人能夠準確找到自己修理過的地方，一定要有所標注，不能簡單的修完就走，這樣對后續的工作帶來具體的阻礙.

3 基于PLC控制程序的故障診斷模型

3.1 開關量信號診斷法

PLC控制系統對開關量信號的控制主要根據的就是其輸入值，PLC控制系統最大的用處及時其發出相應的信號，而后就會接到相應的信號反饋，在這個過程中，我們就會看見到底是哪里發生了什么問題，由于PLC本身具有計算機的功能，可以實現很多功能，我們可以通過其對信號的反映來判斷具體的部位是不是產生了問題，根據這個輸出信號顯示的操作按鈕、壓力以及溫度的信息就可以判斷開關信號到底是有還是沒有，如果這個開關信號量和正常值不一樣的話，我們就可以找到這個功能區域進行更進一步的檢修，至于判斷信息量也很簡單，實際上就是看開關量信號是不是應該和正常狀態下的一樣，如果一樣的話那就是沒有問題，如果出現了差別的話，那就說明輸入位置有故障，一般我們判斷故障的區域到底是因為什么內部發生了故障還是外部的發生了故障，我們可以看在外部的LED指示裝置，這種簡單的小裝置對很復雜的檢查來說所發揮的作用也是不可小覷的，系統的完善需要每一個微小部分發揮去固有的功能，這樣系統才能有條不紊的運行，我們發現了故障所在就可以采取下一步的行動.

3.2 模擬信號診斷法

模擬信號，實際上也是基于PLC的輸入與輸出模塊的功能，模擬信號實際上就是作為檢測手段，通過設定輸入信號所本應得到的模擬信號的值，進而判斷下一步的行動.系統通過對各個功能區輸入和輸出模擬量，模擬信號在各個線路之間流動，PLC在這里面就像是一個中樞系統，就像血液流入人體各個部位一樣，如果哪一個部位發生了錯誤的話，就會產生相應的反應信號.通過模擬信號的輸入，我們在相應的A/D通道距可以看見模擬信號的具體的值，由于我們有提前設定的模擬信號的范圍，如果這個信號和我們設定的值相差的很多的話，就說明這段新路運行正常，如果相反的話，就說明這段線路存在問題.

4 總結

PLC（可編程序控制器）是一個電子系統，其本身具有數字運算的能力，其是為了適應工業化的生產環境而被研究出來，現在被廣泛的應用在實際的工業生產當中，其功能強大，具備了邏輯運算的能力、算術運算等方面的作用，并可以發出相應的指令.由于其本身包含了很多的元件，豈有很大的延伸功能，其完整的輸入和輸出板塊，以及周期運行的特性，就是其進行自我診斷的重要首選，我們在診斷故障的時候，也是以PLC為基礎的.儀器測量法又或者是備件置換法都能進行一定的輔助作用，但是到最后真正發揮作用都還需要PLC運用開關量信號還有模擬信號這樣PLC自身強大的功能以及輸入以及輸出的機制來運行.未來的工業發展將面臨越來愈大的挑戰，其生產的特殊性，就決定了PLC的存在性，隨著工業生產所需要的技術的不斷提高，PLC更多的功能將被開發出來，這種簡便的輸入輸出信號來測試故障的模型將會發揮越來愈大的作用，本文通過對PLC工作原理的的介紹，運用PLC診斷方法的的說明，最后提出了基于PLC控制程序的故障診斷模型，這個模型既說明了PLC無限的應用前景，同時也說明了現在PLC應用中尚存在的問題，希望這些問題能夠及時的解決.

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