基于PLC控制程序的故障诊断模型研究

戴丹丹

（集宁师范学院 物理系，内蒙古 乌兰察布 012000）

1 PLC控制程序的概况

PLC并不是只有一个种类，各种各样的都有，但是基本其所发挥的作用都差不多，结构配置还有发挥作用的机制也都很相似，现在我们所说的PLC就是利用一定的算法通过输入以及输出这样的交换，来通过一定的渠道将其意图在工业生产中体现出来.我们说，PLC其实就是一个小型计算机，像计算机所带的存储数据的功能、CPU、独立的电源、输入输出电路这些东西他都有，从这里我们就可以看出来实际上，其发掘的潜力还是非常巨大的.我们在认识PLC这项技术的时候要有全局的视野，和扩散性的思维，不能被已取得的成就限制了思路.

以往的那些中间继电器做那个效果不稳定，容易对操作带来一定的影响，PLC系统克服了其存在的缺点，拥有良好的使用效果，表现也非常稳定.但是我们要做到保证PLC的可靠性就必须要抓到它的关键部位，那就和其输入以及输出接口相连的两个元件，一个是控制的元件，一个是电气执行的元件，只有把握住这两个的稳定性，才能够其整体功能的发挥，这也是符合科学的管理方法的，再小的设备都会存在自己的关键部分，在处理问题的时候抓住像这样的主要矛盾，对于解决问题来说是至关重要的.

为了更好的解决这个问题，我们必须可以从标本练个方面来着眼，要治标的话，那么只需要定时的检查这些元件的功能是否正常就可以了；要是治本的话，我们当然还是需要找到更好的元件供给商，选择更优质的元件，这样就能省去我们很大的功夫，但是一个问题就是无论是治标还是治本，都不是绝对的，要解决这个问题就必须要考虑周全，即便是再好的元件也不能保证不发生问题，纵使是质量不算太好的元件，其故障率也不会非常高.但是便宜元件的价格优势总能体现的非常完美，所以我们可以采取标本兼治的办法，对于那些已经无法修复的元件，我们就采取更换的办法，对于那些可以使用的，我们就可以多检查工作状态和经常进行故障诊断来预防其影响生产.

对于PLC潜在功能的开放一直工业生产中的一个重点，由于其内部有很多元件，所有它就可以研发出很多的功能，现代工业生产是一项复杂的活动，发生什么情况难以预测，也许突然间输入元件就会发出信号而输出信号就会收到其影响，这种错误的信号就将影响工业的生产.而由于PLC内部有计数器、辅助继电器等类似这些元件，实现屏蔽输入元件的信号就可以减少误动作，使生产免受很多不必要的损失.

对于PLC的故障的划分，我们也可以分为两种情况，其一就是PLC本身的故障，另一种就是在现场出现的问题，这两个方面出现的故障都可以叫做控制系统故障.PLC控制系统实际上就是根据以PLC为小核心的控制体系，其发生故障不一定都在其自身，它所控制的区域其所发生的故障都算做PLC故障，中央处理器、I/O模块等会发生问题，继电器、阀门等同样会发生问题，根据我们的及时判断，找出问题到底出在什么地方，这是确定我们下一步行动的关键，找准发生故障的区域，在此基础上综合各种手段，进行具体发生故障区域的确认，由于该系统对于工业生产的重要性，所以发现故障以及解决故障的速度一定要快，这样就能尽量减少给工业生产带来的损失，因此这就要求我们要正确的找到发生故障的部位，综合运用各种手段迅速的解决问题.

2 PLC控制系统故障的诊断方法

关于PLC故障的诊断方法，可以分为几种：一种就是利用其本身就具有的功能，进行自我诊断，及时发现问题，并且及时解决，当然由于这种办法并不能解决所有的故障，有些故障可能凭借这种方法不能够很好的解决，这就需要我们找其他的方法来为之进行补充，目前随着科学技术以及人们实践水平的不断提高，产生了大概三种其他的措施来配个PLC的自我诊断，诸如先用一般的常规办法进行诊断，当仍然不起作用的时候，就用备件法，以防止长时间的故障对工业生产造成很大的影响，与备件法在同一选择梯队的是仪器测量法，这主要是观察哪里出现了异样，及时找出来解决问题.

2.1 利用系统的自诊功能来进行故障的诊断

PLC其实是一个元件非常丰富的微型的计算机，其本身包含着相对来说比较齐全的结果，其中不但包括了像CPU，而且还包含了计算器等重要的元件，其附着的这些元件就决定其有很强大的延伸功能，可以说当初用PLC是看重了其自诊功能比较强大，对故障发现比较快，那么现在随着科学技术的发展，在PLC上实现更多的功能就成为了可能，在这样一个计算机上，更多的工业发展所需要新技术都可以融入进去，完善的配置就决定了其具有很好的诊断功能，能敏锐的察觉到哪里出现了问题并进行及时的解决，当时这种机制其实也不是任何时候都能够发挥作用的，如果有些硬件发生了故障的时候，系统就没办法察觉出来，这其实也是科学发展的内在推动力，任何的设备都可能存在一定的缺憾，但是科学的发展就在于弥补这些小缺陷的时候，往往能够发展出更具有科学价值的新的发现，PLC存在的缺陷也是正是我们科学不断发展所要跨过的一道坎，但是既然发生了故障，这时候如果不采取其他措施的话，就会造成非常严重的后果.同时这也就决定了其实系统的自诊断能力还是有限的，所以其他措施的辅助还是非常有必要的.

2.2 常规的诊断方法

这种一般的测量方法，科学技术的发展虽然能够提供更加先进的工艺以及更加先进的管理设备，但是基础的办法在任何的时候都能够发挥出其巨大的作用，因为其是构成那么多复杂科学的基础所在，常规测量就是在先进的仪器找不到发生故障区域的时候派上用场，它的主要的作用就是缩小故障区域，一个故障其实影响的区域是非常大的，所以排查的工作量其实很大，这种把范围缩小的办法在遇到新问题新情况的情况下非常有效，虽然能找到发生故障的地点，但其效率远远没有系统自诊断功能那么强，可是其可靠性是非常强的，通过观察指示灯亮与否，我们就可以大概知道是不是这个区域发生了问题，如果有些异常的情况，再进行进一步的诊断.还有就是靠万用表检查线路之间是不是出现了短路等情况，看有没有异样，诸如说，是不是有异常的仪器发热现象、打火等现象，这样进一步缩减范围，直到找到发生问题的故障所在.

2.3 后备元件整个替换

实际上PLC控制系统是分为不同的模块的，每一个模块的功能都有所不同，所以当某个环节发生问题的时候，我们就可以根据常规诊断所得来的结果，找到需要处理的区域，查看哪个功能区发生了问题，如果能及时处理就及时的处理，如果不能及时的处理就用备件将这个模块进行置换，以保证故障停机时间能够做到最小.但是有一点我们必须注意的就是，我们一定要查看置换的电路板的具体的型号，在连接的时候一定要细心，以免发生次生性的错误以及安全隐患，导致线路陷入更大的故障当中，还有就是所有的这些操作一定注意自身的安全，要在断电的情况下进行操作.而且为了让后来的人能够准确找到自己修理过的地方，一定要有所标注，不能简单的修完就走，这样对后续的工作带来具体的阻碍.

3 基于PLC控制程序的故障诊断模型

3.1 开关量信号诊断法

PLC控制系统对开关量信号的控制主要根据的就是其输入值，PLC控制系统最大的用处及时其发出相应的信号，而后就会接到相应的信号反馈，在这个过程中，我们就会看见到底是哪里发生了什么问题，由于PLC本身具有计算机的功能，可以实现很多功能，我们可以通过其对信号的反映来判断具体的部位是不是产生了问题，根据这个输出信号显示的操作按钮、压力以及温度的信息就可以判断开关信号到底是有还是没有，如果这个开关信号量和正常值不一样的话，我们就可以找到这个功能区域进行更进一步的检修，至于判断信息量也很简单，实际上就是看开关量信号是不是应该和正常状态下的一样，如果一样的话那就是没有问题，如果出现了差别的话，那就说明输入位置有故障，一般我们判断故障的区域到底是因为什么内部发生了故障还是外部的发生了故障，我们可以看在外部的LED指示装置，这种简单的小装置对很复杂的检查来说所发挥的作用也是不可小觑的，系统的完善需要每一个微小部分发挥去固有的功能，这样系统才能有条不紊的运行，我们发现了故障所在就可以采取下一步的行动.

3.2 模拟信号诊断法

模拟信号，实际上也是基于PLC的输入与输出模块的功能，模拟信号实际上就是作为检测手段，通过设定输入信号所本应得到的模拟信号的值，进而判断下一步的行动.系统通过对各个功能区输入和输出模拟量，模拟信号在各个线路之间流动，PLC在这里面就像是一个中枢系统，就像血液流入人体各个部位一样，如果哪一个部位发生了错误的话，就会产生相应的反应信号.通过模拟信号的输入，我们在相应的A/D通道距可以看见模拟信号的具体的值，由于我们有提前设定的模拟信号的范围，如果这个信号和我们设定的值相差的很多的话，就说明这段新路运行正常，如果相反的话，就说明这段线路存在问题.

4 总结

PLC（可编程序控制器）是一个电子系统，其本身具有数字运算的能力，其是为了适应工业化的生产环境而被研究出来，现在被广泛的应用在实际的工业生产当中，其功能强大，具备了逻辑运算的能力、算术运算等方面的作用，并可以发出相应的指令.由于其本身包含了很多的元件，岂有很大的延伸功能，其完整的输入和输出板块，以及周期运行的特性，就是其进行自我诊断的重要首选，我们在诊断故障的时候，也是以PLC为基础的.仪器测量法又或者是备件置换法都能进行一定的辅助作用，但是到最后真正发挥作用都还需要PLC运用开关量信号还有模拟信号这样PLC自身强大的功能以及输入以及输出的机制来运行.未来的工业发展将面临越来愈大的挑战，其生产的特殊性，就决定了PLC的存在性，随着工业生产所需要的技术的不断提高，PLC更多的功能将被开发出来，这种简便的输入输出信号来测试故障的模型将会发挥越来愈大的作用，本文通过对PLC工作原理的的介绍，运用PLC诊断方法的的说明，最后提出了基于PLC控制程序的故障诊断模型，这个模型既说明了PLC无限的应用前景，同时也说明了现在PLC应用中尚存在的问题，希望这些问题能够及时的解决.

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