王志明，王文海

（濰柴動(dòng)力股份有限公司，山東　濰坊　201061）

淺議PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法

王志明，王文海

（濰柴動(dòng)力股份有限公司，山東濰坊201061）

摘要：本文以PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)方法為研究對(duì)象，分析了PLC控制系統(tǒng)的工作原理、運(yùn)行環(huán)境要求以及易發(fā)生的故障，并且針對(duì)性地提出了PLC控制系故障檢測(cè)程序和方法，提高PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)的效率。

關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；故障；檢測(cè)

1　PLC控制系統(tǒng)

PLC是Programmable Logic Controlle的簡(jiǎn)稱，是由美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司研發(fā)的一種可編程邏輯控制器。PLC控制系統(tǒng)本質(zhì)上是一種智能化的數(shù)字電子裝置，裝置的核心是可編程邏輯控制器。PLC控制系統(tǒng)利用存儲(chǔ)器對(duì)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)步驟控制、生產(chǎn)參數(shù)邏輯運(yùn)算以及指令信號(hào)的加工處理，通過數(shù)字系統(tǒng)發(fā)出參數(shù)化的指令信號(hào)來控制機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備。PLC系統(tǒng)的運(yùn)行有一定的環(huán)境要求，要求控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境具備一定的防塵、防潮、防高溫等條件，如果達(dá)不到要求加上其它因素，系統(tǒng)很容易出現(xiàn)故障。一般來說，導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因主要有系統(tǒng)檢測(cè)的故障、控制元件的以及PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯運(yùn)算錯(cuò)誤。要對(duì)這些故障檢測(cè)首先是控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢，然后需要人工進(jìn)行動(dòng)態(tài)性檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)評(píng)估結(jié)果展開處理。

2　PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)程序和方法

2.1局部狀態(tài)系統(tǒng)檢測(cè)法

局部狀態(tài)檢測(cè)法的原理是判斷系統(tǒng)信號(hào)邏輯關(guān)系來確定系統(tǒng)有無故障的。首先要檢測(cè)系統(tǒng)的輸入同輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系，看二者邏輯關(guān)系有無異常，確定邏輯關(guān)系后，進(jìn)一步判斷系統(tǒng)有無故障，如果有還可以進(jìn)一步確定故障發(fā)生的可能原因。局部狀態(tài)檢測(cè)法適用范圍是有限的，一般只適合于檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。局部狀態(tài)檢測(cè)法具有一定的優(yōu)點(diǎn)。該檢測(cè)法能快速而準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)運(yùn)行中各指令信號(hào)間的有無正常的邏輯聯(lián)系，不同的系統(tǒng)設(shè)備動(dòng)作是否正常，不過適用范圍只用于系統(tǒng)局部檢測(cè)。

2.2超時(shí)限系統(tǒng)檢測(cè)法

超時(shí)限系統(tǒng)檢測(cè)法是依據(jù)PLC控制系統(tǒng)的某些工作特性而總結(jié)出來的方法。該系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)有一定的時(shí)間區(qū)域限制，也就是有工作時(shí)限順序，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行超出預(yù)期時(shí)限，就會(huì)打亂系統(tǒng)設(shè)計(jì)好的時(shí)限順序，進(jìn)一步直接影響另外的系統(tǒng)設(shè)備的正常工作，為故障發(fā)生埋下隱患，鑒于系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)限特點(diǎn)，我們可以采用通過檢測(cè)時(shí)限是否超過規(guī)定范圍來判斷設(shè)備是否存在故障，也就是超時(shí)限系統(tǒng)檢測(cè)法。該檢測(cè)法有一定的檢測(cè)程序。首先檢測(cè)需要一個(gè)時(shí)間定點(diǎn)，一般把單個(gè)設(shè)備運(yùn)行的時(shí)限作為一個(gè)判斷故障是否存在的臨界時(shí)間定點(diǎn)，然后利用時(shí)間定點(diǎn)來設(shè)計(jì)一個(gè)檢測(cè)設(shè)備是否超出時(shí)限范圍的定時(shí)器，定時(shí)器內(nèi)的時(shí)間與單個(gè)時(shí)間定點(diǎn)互相錯(cuò)開，一般要比單個(gè)設(shè)備的時(shí)間定點(diǎn)高25%。一旦某個(gè)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不符合定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間定點(diǎn)范圍，定時(shí)器就會(huì)判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，并發(fā)出信號(hào)指令中止設(shè)備運(yùn)行，提高操作人員檢查設(shè)備故障的部位和原因的效率。

2.3進(jìn)步跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)法

進(jìn)步跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)法是一種根據(jù)PLC系統(tǒng)控制原理來檢測(cè)的方法。PLC控制系統(tǒng)是一種由許多步驟控制邏輯組合而成的系統(tǒng)，所以系統(tǒng)出問題肯定是某個(gè)環(huán)節(jié)或者步驟的控制邏輯出現(xiàn)了故障，只要把各個(gè)步驟的控制邏輯關(guān)系是否正常進(jìn)行判斷，就可以檢測(cè)出和處理故障。該檢測(cè)法也有一定的程序。首先要把整個(gè)系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)細(xì)化不同的步驟，然后利用進(jìn)步控制手段給不同的步驟設(shè)計(jì)程序，如果系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，我們只需要依據(jù)進(jìn)步跟蹤檢測(cè)法，對(duì)不同步驟的控制邏輯進(jìn)行故障判斷，就可以判斷出系統(tǒng)設(shè)備故障發(fā)生的具體部位和相應(yīng)的原因。

2.4行程定時(shí)器系統(tǒng)檢測(cè)法

行程定時(shí)器系統(tǒng)檢測(cè)法主要?jiǎng)t依據(jù)PLC的實(shí)現(xiàn)預(yù)期動(dòng)作順序特性總結(jié)出來的檢測(cè)法。該系統(tǒng)控制設(shè)備完成動(dòng)作指令主要分為三個(gè)步驟：首先系統(tǒng)需要給設(shè)備輸入動(dòng)作指令；然后由設(shè)備執(zhí)行動(dòng)作指令；最后設(shè)備接受指令信號(hào)并完成規(guī)定動(dòng)作。行程定時(shí)器檢測(cè)需要做的是，觀察設(shè)備是否能正常接收并且完成系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，如若不能，則表明系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)了某種故障。而如何判斷系統(tǒng)設(shè)備是否正常完成動(dòng)作指令呢？行程定時(shí)器能快速地確定設(shè)備完成指令狀態(tài)是否正常，定時(shí)器對(duì)每個(gè)設(shè)備都設(shè)定了合理的預(yù)期運(yùn)行時(shí)間，設(shè)備能在預(yù)期時(shí)間內(nèi)完成預(yù)期動(dòng)作，則表明設(shè)備是正常的，如果其運(yùn)行時(shí)間超出了合理的預(yù)期時(shí)間，則表明該設(shè)備無法正常完成PLC系統(tǒng)發(fā)出的動(dòng)作指令，進(jìn)而判斷其是否存在故障。

2.5綜合系統(tǒng)檢測(cè)法

綜合系統(tǒng)檢測(cè)法則是在綜合運(yùn)用前面的幾種檢測(cè)法的相應(yīng)的原理的基礎(chǔ)上所總結(jié)出來的檢測(cè)法。PLC控制系統(tǒng)需要通過不斷發(fā)出動(dòng)作信號(hào)指令來控制相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，而動(dòng)作信號(hào)指令就是某種特殊的邏輯關(guān)系，一旦邏輯聯(lián)系出現(xiàn)問題，則系統(tǒng)設(shè)備無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了最大程度地降低故障發(fā)生的概率，我們需要運(yùn)用綜合檢測(cè)法來預(yù)防故障的發(fā)生。綜合檢測(cè)法的原理就是依據(jù)PLC的工作方式特性，對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的所有的信號(hào)指令進(jìn)行分析，確保控制系統(tǒng)同設(shè)備間的輸入與輸出信號(hào)交流是正常穩(wěn)定的，如果出現(xiàn)異常的信號(hào)交流則可以判斷PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。這種檢測(cè)法主要用于指令參數(shù)等軟件方面的分析，如邏輯程序故障分析，并不對(duì)機(jī)械設(shè)備的硬件故障作出故障判定，可以為常見的機(jī)械硬件故障檢測(cè)提供參考和依據(jù)，進(jìn)而提高檢測(cè)PLC控制系統(tǒng)故障的效率。

2.6PLC控制系統(tǒng)信號(hào)輸入故障的檢測(cè)方法

PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)還涉及到對(duì)信號(hào)輸入故障的檢測(cè)。系統(tǒng)信號(hào)輸入檢測(cè)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是利用檢測(cè)開關(guān)故障來判斷輸入信號(hào)是否正常。如我們?cè)谛枰獙?duì)系統(tǒng)的開關(guān)和按鈕是否正常進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，只需要直接將目標(biāo)開關(guān)調(diào)到測(cè)試位置，調(diào)到測(cè)試位置后會(huì)有相應(yīng)的故障指示燈對(duì)操作人員進(jìn)行故障提示，如果故障燈顯示情況來判斷開關(guān)和按鈕的完好性，這種檢測(cè)主要用于設(shè)備運(yùn)行前的檢測(cè)和調(diào)試。

3　結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)在未來的運(yùn)用將越來越廣泛，不過伴隨著生產(chǎn)過程的推進(jìn)，可以預(yù)見PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障也將會(huì)越來越多，除了常見的系統(tǒng)檢測(cè)方法，如局部系統(tǒng)檢測(cè)，超時(shí)限系統(tǒng)檢測(cè)，進(jìn)步跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)，行程定時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)法以及系統(tǒng)綜合檢測(cè)法，我們還需要探索更多的高效準(zhǔn)確的PLC控制系統(tǒng)檢測(cè)故障檢測(cè)方法，提高檢測(cè)PLC控制系統(tǒng)故障檢測(cè)效率。

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