试析PLC在机电设备故障诊断中的应用

赵焕章

摘 要：PLC是一种非常成熟的控制应用，其在设备控制上的应用原则是以非常简单、实用为主，为了加强了解，该文主要针对PLC在机电设备故障诊断中的应用进行了简单分析。

关键词：PLC 机电设备 故障诊断 应用

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-01

目前，PLC技术的应用极为广泛和普遍，从机械臂、到轧钢生产线，这些都会用到PLC技术，只是在实际应用中，根据不用的控制类型或者控制系统的规模，会有相应的差别。因此，对PLC在机电设备故障诊断中的应用的探讨有其必要性。

1 PLC技术

PLC，简单来讲，就是在系统上进行数据采集处理的核心，同时，也是一种控制系统，其有着自己独立的CPU，而且还有相关的I/O口和功能面板，通过这些配置可以对开关量、模拟量等数据进行采集、分析、处理，同时，还具有较强的编程能力。在该技术中，融入了梯形图程序，不仅可以控制一些复杂的逻辑程序，而且可以改善传统的接线方式，有效地节约了系统建立成本。

2 故障诊断

在机电设备中，一般情况下，主要涉及到的故障诊断分为三种，在这里我们进行具体的说明。

2.1 模拟量信号故障诊断

在机电设备中，PLC对模拟量信号的诊断与识别，主要是通过模拟量的输入与输出来完成。正如我们所知，模拟量工作模块其主要是依据就是A/D转换原理，在工作过程中，模拟信号会通过输入设备到达到系统，结合在输出的模拟信号，采用PLC技术来加强对象控制，从实质上讲，就是将以系统极限值为参考，通过对模拟量的分析，进行实际值研究的一个过程。在分析时，若是实际值与极限值接近，那么系统的运行状态则正常；若是实际值与极限值相差太大，那么系统的运行状态则不正常。因此，对系统运行状态是否正常的判断依据应该以极限值与实际值的范围为标准，与此同时，还要根据实际情况，确定模拟量值，在相关的逻辑关系下，将模块上的开关量和输出位进行启支，进而主动地发出信号，从而得到准确的诊断结果，以便于对机电设备实现有效控制。

2.2 开关量信号识别

在系统运行中，对于开关量的识别，诊断过程的完成主要是通过输入模块来实现。机电设备在PLC技术的控制下，其所对应的开关量必然会发生变化，并且还会与输入端形成有效的连接，如操作按钮、行程开关、温度、压力以及液位等等。另外，在内部电路中，PLC还可以对开关信号有一个很好的感知，且具有较高的灵敏度。为此，要想全面了解系统的运行状态，就可以通过输入端的状态值来进行分析，具体的工作原理如下：在对开关量诊断的过程中，其实就是对实际状态值以及输入状态值的比较的过程，在工作中，若是两者的值相同，那么工作状态则为正常，若是两者值不正常，那么工作状态则可能发生了故障。

在诊断过程中，这种诊断方法，是通过实时在线诊断来完成的，并且在诊断过程中，结合梯形图编程，不仅可以准确地定位设备和系统的故障情况，另一方面，可以在系统过程控制中，融入故障诊断，加强对机电设备的实时有效保护。

2.3 中断方式故障诊断

这种方法的诊断原理主要就是利用PLC的输入中断源，接收系统或者设备的故障信号，其区别于上述两种方法最大特点就是系统发生故障时，CPU会立即作出响应，系统程序发生停止，但是主程序处于正常运行。一般而言，主要用到的PLC中断方式大致有以下几种：（1）间隔定时器：在程序运行中，由间隔定时器来实现中断，并且可以保证一定的精度；（2）输入中断：简单来讲，就在off转换为ON的时间内，进行中断处理；（3）高速计数器：这种方法的中断，中断快、可以当前执行。因此，在诊断时，要根据相关实际情况，合理选择中断方法，同时，要以故障对设备和系统的影响度为根本要求，合理确定中断方式，避免突发性故障的发生，进而引发更大的事故。

3 智能化故障诊断的实现

目前，在科学技术不断发展的过程中，计算机系统与PLC技术进行了有效的结合，从而推进了机电设备的智能化诊断和管理，在实际应用中，主要从以下方面入手：首先，在传统的形式下，单纯的PLC技术是无法实现智能化的诊断的，为此，需要利用现代的通讯技术、网络技术，构建一个网络管理系统，做到取长补短，进行保证故障诊断的有效性、科学性以及合理性，其次，在诊断过程中，要充公发挥PLC的技术的优势作用，如对于一些故障严重的问题可以通过PLC来完成，如信号检测、逻辑判断等等，通过复杂的数据分析，完成人机的良好配合，从而有效地加强对设备的保护，同时，还要结合相关相关专业知识，对故障进行分析、判断和决策，提高决策的科学性和系统性。总之，机电设备的智能化诊断可以有效地提高诊断的准确性和效率，这也是未来诊断技术的发展方向和趋势。

4 注意事项

（1）在系统运行的过程中，通常故障信号在送入PLC的输入端以后，编程时会让故障信号转换成OUT数据信息或者是报警信号显示出来，为此，如果处于长时间动作，就需要加个时间给它啊，如说设备动作一次有2 s的信号，那么就可以通过相应的措施，把时间设置为3 s或4 s，或者是更长的时间，并且，在实际工作中，需要根据具体的设备及其运行情况来设定，要求信号达到预定时间就有输出控制报警，自然就可以得到正确的诊断结果。（2）一般机电设备的故障，都要求转化成信号，再输入到PLC当中，比如开关量、模拟量、或者直接的通讯控制器等等，为此，需要考虑的是采取何种方法，合理、科学、有效地采集这些故障信号。如机器接受到运转信号后，如果不能正常工作，要考虑是是何种原因造成电机不运行，若是过载跳闸，就取断路器或者热继电器的信号；若是温度过高，就取电机内部热敏电阻的信号；若是机械传动部件损坏，就增加测量编码器，通过正确的采集所需要的保护信号，从而来提高诊断效率。

5 结语

总而言之，在机电设备故障诊断过程中，PLC技术的应用为其提供了强大的技术支撑，不仅满足了系统运行的各项要求，而且可以有效地保护系统设备，是一种极为有效的诊断方法，目前这种方法已经渗透到各个领域中，有着广阔的发展前景。

参考文献

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[2] 王继江.浅谈PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].科技信息，2010（26）.

[3] 王纯.浅析PLC技术在机电设备中的应用[J].科技与企业，2012（12）.