安之

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷探析

安之

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

隨著物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，社會(huì)各行業(yè)的運(yùn)行都和智能化、信息化、數(shù)字化等緊密聯(lián)系起來(lái)。特別是對(duì)工業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)運(yùn)用智能化及專(zhuān)業(yè)的數(shù)字信息技術(shù)，能夠在很大程度上提高效率和節(jié)約大量成本，為自身發(fā)展提供便捷有效的途徑。而PLC技術(shù)在電氣故障診斷方面具有自身的優(yōu)勢(shì)。

PLC控制網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程電氣控制；電氣故障診斷

隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)ヂ?lián)網(wǎng)的廣泛使用，關(guān)于PLC技術(shù)的使用也呈現(xiàn)普及之勢(shì)。PLC技術(shù)源自于20世紀(jì)80年代微電子技術(shù)的快速發(fā)展，在這個(gè)潮流下推動(dòng)了PLC在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。PLC以其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在電氣故障診斷方面被眾多的電氣行業(yè)使用。文章主要就PLC技術(shù)、遠(yuǎn)程控制故障診斷技術(shù)中存在的問(wèn)題、PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷方式等方面進(jìn)行探析。

1 PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)介紹

PLC（Programmable Logic Controller）又稱(chēng)作可編程邏輯控制器。最開(kāi)始出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代后期的美國(guó)，當(dāng)時(shí)美國(guó)科學(xué)家通過(guò)研究推出一款可以控制的系統(tǒng)。隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)的更新?lián)Q代，控制系統(tǒng)由傳統(tǒng)的控制裝置演變?yōu)镻LC控制器。PLC的實(shí)現(xiàn)使得各個(gè)領(lǐng)域都利用這種控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的辦公，大大提高了工作的效率和精準(zhǔn)性。在物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的交互作用下，PLC已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的邏輯控制方面，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了在過(guò)程中和運(yùn)動(dòng)等方面進(jìn)行有效的發(fā)揮利用。

PLC控制系統(tǒng)的掃描技術(shù)主要通過(guò)兩個(gè)階段進(jìn)行實(shí)施。首先是數(shù)據(jù)采樣輸入階段，這個(gè)階段需要依據(jù)順序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行輸入。需要注意到的是，在輸入脈沖信號(hào)的時(shí)候，應(yīng)該確保脈沖信號(hào)的寬度大于一個(gè)掃描周期，以確保能準(zhǔn)確有效的輸入。其次是用戶(hù)程序的執(zhí)行階段，這個(gè)階段需要對(duì)用戶(hù)的圖進(jìn)行有序的掃描，運(yùn)用邏輯運(yùn)算的方式來(lái)對(duì)控制線(xiàn)路進(jìn)行精確計(jì)算，確保按照用戶(hù)的圖進(jìn)行功能命令項(xiàng)。最后是輸出的階段，PLC會(huì)根據(jù)相應(yīng)的程序通過(guò)CPU，依照實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)的刷新，最終輸出外設(shè)的輸出工作。

此外，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分的廣泛，主要包括開(kāi)關(guān)量的邏輯控制、過(guò)程的控制、運(yùn)動(dòng)的控制、數(shù)據(jù)的處理以及通信和聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，最大程度地服務(wù)于人們的工作和生活。

2 遠(yuǎn)程控制障礙診斷技術(shù)存在的問(wèn)題分析

遠(yuǎn)程控制障礙診斷技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)扮演著重要的角色，但通信傳輸?shù)牟蛔阒幵谟谒难舆t性和不穩(wěn)定性，這就阻礙了遠(yuǎn)程控制障礙診斷技術(shù)的進(jìn)一步運(yùn)用。目前，遠(yuǎn)程控制障礙診斷技術(shù)存在的問(wèn)題有：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中不夠簡(jiǎn)練便利；還有就是分布的距離比較遠(yuǎn)，不同地區(qū)在使用的時(shí)候，其局域網(wǎng)不在同一個(gè)平臺(tái)上面，這就給進(jìn)一步的編程帶來(lái)了不小的麻煩，最終會(huì)阻礙信息的傳送。此外，遠(yuǎn)程控制障礙診斷技術(shù)系統(tǒng)還在依賴(lài)公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸，這就很容易造成在利用公共網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候出現(xiàn)用戶(hù)信息數(shù)據(jù)被泄露及遺失的問(wèn)題，從而為用戶(hù)的保密性帶來(lái)不小的麻煩。另外，部分的網(wǎng)絡(luò)黑客也會(huì)利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信系統(tǒng)的攻擊，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行傳輸，但無(wú)線(xiàn)信號(hào)也很容易被外來(lái)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員進(jìn)行聽(tīng)取，甚至改變?cè)械男畔?shù)據(jù)。這種缺陷很容易讓網(wǎng)絡(luò)不法分子進(jìn)行利用，通過(guò)這些漏洞進(jìn)行違法操作，但又能夠在很隱蔽的情況下進(jìn)行，不易被發(fā)覺(jué)和破除，這就給網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的麻煩。

3 PLC控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷設(shè)計(jì)

（1）PLC故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理。PLC故障診斷系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原理是：首先選擇電氣設(shè)備上的檢測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，目的是確定電氣設(shè)備的情況。其次是采集狀態(tài)數(shù)據(jù)樣本，借助計(jì)算機(jī)分析并判斷電氣設(shè)備的主要狀態(tài)，對(duì)于存在的漏洞和問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，找出問(wèn)題的原因和位置，就故障進(jìn)行及時(shí)解決和完善。

（2）PLC故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。最大的優(yōu)勢(shì)是打破區(qū)域上的局限，能夠?qū)h(yuǎn)距離的電氣進(jìn)行問(wèn)題判斷和診治，方便維修人員在不同區(qū)域之間的維修，提高工作效率。此外通過(guò)組織的角度有效的判斷，對(duì)遠(yuǎn)程的設(shè)備器材進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控，為企業(yè)診斷及工作的現(xiàn)場(chǎng)提供一種分布式的結(jié)構(gòu)特征，最終提高診斷的效率和準(zhǔn)確性。另外，PLC故障診斷系統(tǒng)打破時(shí)空的局限性，可以在不同區(qū)域的不同時(shí)間段進(jìn)行監(jiān)控，這就保障了當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠?qū)?wèn)題出現(xiàn)原因有一個(gè)最基本的了解。

（3）故障的信號(hào)收集。PLC控制系統(tǒng)主要依靠信號(hào)機(jī)數(shù)據(jù)的識(shí)別、其數(shù)字量的輸入模塊等方面來(lái)開(kāi)展。具體的過(guò)程包括操作按鈕、限位開(kāi)關(guān)、設(shè)備觸電等開(kāi)關(guān)信號(hào)與PLC數(shù)字量輸入模塊的輸入端進(jìn)行連接，在這個(gè)流程中將其數(shù)據(jù)情況讀入狀態(tài)存放區(qū)。此外，PLC依賴(lài)模擬量輸入模塊進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別確定。控制設(shè)備的模擬信號(hào)比如電壓、流量等，與PLC輸入端進(jìn)行直接的連接，最終通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換變成數(shù)據(jù)量，最后通過(guò)掃描，CPU會(huì)把模擬的數(shù)據(jù)讀入專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)域。

（4）PLC故障診斷系統(tǒng)流程。PLC遠(yuǎn)程電氣故障診斷系統(tǒng)流程主要分為三個(gè)階段，分別是智能診斷、專(zhuān)家診斷及電氣設(shè)備故障診斷。首先是需要智能診斷。智能診斷主要是為了給實(shí)際的工作人員提供信息資源共享的渠道，便于維修工作人員在診斷和維修過(guò)程中可以靈活運(yùn)用多種方式進(jìn)行有效的維修。同時(shí)也方便不同用戶(hù)之間進(jìn)行信息共享，通過(guò)后續(xù)的程序及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。其次是專(zhuān)家診斷。專(zhuān)家診斷主要通過(guò)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的了解和判斷，同時(shí)結(jié)合故障電氣的實(shí)際情況及智能診斷情況，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行有效的診斷和維修。最后是電氣設(shè)備故障診斷。指的是直接對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行診斷，結(jié)合智能診斷和專(zhuān)家診斷的數(shù)據(jù)，獲得更加精確有效的解決方案。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著PLC技術(shù)的日益進(jìn)步，電氣故障診斷的阻礙會(huì)越來(lái)越小。PLC智能檢測(cè)體系的完善將會(huì)有效的解決工廠生產(chǎn)過(guò)程中的阻礙，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，大大提高電氣設(shè)備運(yùn)行的效率，確保設(shè)備運(yùn)行流程的安全。

［1］金寧寧，任艷艷.淺談以PLC控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程電氣故障診斷［J］.機(jī)電信息，2014，（9）：96-97.

［2］周鴻林.PLC控制系統(tǒng)的故障診斷［J］.礦工機(jī)械，2003，（9）.

［3］黎洪生.遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，（7）.

Remote Fault Diagnosis of PLC Control Network

AN Zhi

（School of Nuclear Technology and Automation，Chengdu University of Technology，Chengdou，Sichuan 610059，China）

With the rapid development of the Internet of things and the Internet，the operation of the various sectors of the society are closely linked with intelligence，information，digital，etc.Especially in the field of industry，intelligent and professional digital information technology can improve efficiency and save a lot of costto a large extent and provide a convenient and effective way for their own development.PLC technology has its own advantages in electrical fault diagnosis.

PLC control network；remote electrical control；electrical fault diagnosis

TM571.61

A

2095-980X（2017）01-0038-01

2016-12-07

安之（1994-），男，四川成都人，大學(xué)本科，主要研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。