淺議PLC控制系統故障檢測方法

王志明，王文海

（濰柴動力股份有限公司，山東　濰坊　201061）

淺議PLC控制系統故障檢測方法

王志明，王文海

（濰柴動力股份有限公司，山東濰坊201061）

摘要：本文以PLC控制系統故障檢測方法為研究對象，分析了PLC控制系統的工作原理、運行環境要求以及易發生的故障，并且針對性地提出了PLC控制系故障檢測程序和方法，提高PLC控制系統故障檢測的效率。

關鍵詞：PLC；控制系統；故障；檢測

1　PLC控制系統

PLC是Programmable Logic Controlle的簡稱，是由美國數據設備公司研發的一種可編程邏輯控制器。PLC控制系統本質上是一種智能化的數字電子裝置，裝置的核心是可編程邏輯控制器。PLC控制系統利用存儲器對工業生產設備實現生產步驟控制、生產參數邏輯運算以及指令信號的加工處理，通過數字系統發出參數化的指令信號來控制機械生產設備。PLC系統的運行有一定的環境要求，要求控制系統的運行環境具備一定的防塵、防潮、防高溫等條件，如果達不到要求加上其它因素，系統很容易出現故障。一般來說，導致PLC控制系統出現故障的原因主要有系統檢測的故障、控制元件的以及PLC控制系統內部的邏輯運算錯誤。要對這些故障檢測首先是控制系統進行自檢，然后需要人工進行動態性檢測，對檢測結果進行評估，依據評估結果展開處理。

2　PLC控制系統故障檢測程序和方法

2.1局部狀態系統檢測法

局部狀態檢測法的原理是判斷系統信號邏輯關系來確定系統有無故障的。首先要檢測系統的輸入同輸出信號的邏輯關系，看二者邏輯關系有無異常，確定邏輯關系后，進一步判斷系統有無故障，如果有還可以進一步確定故障發生的可能原因。局部狀態檢測法適用范圍是有限的，一般只適合于檢測系統的關鍵部位。局部狀態檢測法具有一定的優點。該檢測法能快速而準確地確定系統運行中各指令信號間的有無正常的邏輯聯系，不同的系統設備動作是否正常，不過適用范圍只用于系統局部檢測。

2.2超時限系統檢測法

超時限系統檢測法是依據PLC控制系統的某些工作特性而總結出來的方法。該系統的機械設備運轉有一定的時間區域限制，也就是有工作時限順序，機械設備運行超出預期時限，就會打亂系統設計好的時限順序，進一步直接影響另外的系統設備的正常工作，為故障發生埋下隱患，鑒于系統設備的運行時限特點，我們可以采用通過檢測時限是否超過規定范圍來判斷設備是否存在故障，也就是超時限系統檢測法。該檢測法有一定的檢測程序。首先檢測需要一個時間定點，一般把單個設備運行的時限作為一個判斷故障是否存在的臨界時間定點，然后利用時間定點來設計一個檢測設備是否超出時限范圍的定時器，定時器內的時間與單個時間定點互相錯開，一般要比單個設備的時間定點高25%。一旦某個系統設備運轉過程中不符合定時器設定的時間定點范圍，定時器就會判定該設備出現故障，并發出信號指令中止設備運行，提高操作人員檢查設備故障的部位和原因的效率。

2.3進步跟蹤系統檢測法

進步跟蹤系統檢測法是一種根據PLC系統控制原理來檢測的方法。PLC控制系統是一種由許多步驟控制邏輯組合而成的系統，所以系統出問題肯定是某個環節或者步驟的控制邏輯出現了故障，只要把各個步驟的控制邏輯關系是否正常進行判斷，就可以檢測出和處理故障。該檢測法也有一定的程序。首先要把整個系統的控制環節細化不同的步驟，然后利用進步控制手段給不同的步驟設計程序，如果系統出現異常情況，我們只需要依據進步跟蹤檢測法，對不同步驟的控制邏輯進行故障判斷，就可以判斷出系統設備故障發生的具體部位和相應的原因。

2.4行程定時器系統檢測法

行程定時器系統檢測法主要則依據PLC的實現預期動作順序特性總結出來的檢測法。該系統控制設備完成動作指令主要分為三個步驟：首先系統需要給設備輸入動作指令；然后由設備執行動作指令；最后設備接受指令信號并完成規定動作。行程定時器檢測需要做的是，觀察設備是否能正常接收并且完成系統發出的指令信號，如若不能，則表明系統設備出現了某種故障。而如何判斷系統設備是否正常完成動作指令呢？行程定時器能快速地確定設備完成指令狀態是否正常，定時器對每個設備都設定了合理的預期運行時間，設備能在預期時間內完成預期動作，則表明設備是正常的，如果其運行時間超出了合理的預期時間，則表明該設備無法正常完成PLC系統發出的動作指令，進而判斷其是否存在故障。

2.5綜合系統檢測法

綜合系統檢測法則是在綜合運用前面的幾種檢測法的相應的原理的基礎上所總結出來的檢測法。PLC控制系統需要通過不斷發出動作信號指令來控制相應的機械設備，而動作信號指令就是某種特殊的邏輯關系，一旦邏輯聯系出現問題，則系統設備無法正常運轉。為了最大程度地降低故障發生的概率，我們需要運用綜合檢測法來預防故障的發生。綜合檢測法的原理就是依據PLC的工作方式特性，對系統發出的所有的信號指令進行分析，確保控制系統同設備間的輸入與輸出信號交流是正常穩定的，如果出現異常的信號交流則可以判斷PLC控制系統出現了故障。這種檢測法主要用于指令參數等軟件方面的分析，如邏輯程序故障分析，并不對機械設備的硬件故障作出故障判定，可以為常見的機械硬件故障檢測提供參考和依據，進而提高檢測PLC控制系統故障的效率。

2.6PLC控制系統信號輸入故障的檢測方法

PLC控制系統故障檢測還涉及到對信號輸入故障的檢測。系統信號輸入檢測相對簡單，主要是利用檢測開關故障來判斷輸入信號是否正常。如我們在需要對系統的開關和按鈕是否正常進行檢測時，只需要直接將目標開關調到測試位置，調到測試位置后會有相應的故障指示燈對操作人員進行故障提示，如果故障燈顯示情況來判斷開關和按鈕的完好性，這種檢測主要用于設備運行前的檢測和調試。

3　結束語

PLC控制系統在未來的運用將越來越廣泛，不過伴隨著生產過程的推進，可以預見PLC控制系統出現的故障也將會越來越多，除了常見的系統檢測方法，如局部系統檢測，超時限系統檢測，進步跟蹤系統檢測，行程定時系統檢測法以及系統綜合檢測法，我們還需要探索更多的高效準確的PLC控制系統檢測故障檢測方法，提高檢測PLC控制系統故障檢測效率。

參考文獻：

［1]李奇.可編程序控制器特點和基本原理［J].科技資訊.2007（29）.

［2]李經智.可編程控制器（PLC）的安裝、維護和檢修［J].職業技術.2006（02）

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