以PLC控制网络为基础的远程电气故障诊断

王进

摘要

文章首先对PLC及其特点进行简要分析，在此基础上，对基于PLC控制网络的远程电气故障诊断进行论述。期望通过本文的研究能够对电气故障诊断水平的提升有所帮助。

【关键词】PLC 控制网络 远程电气故障诊断

1 PLC及其特点分析

PLC是可编程逻辑控制器的简称，可将之视作为微型计算机，在工业控制领域，PLC的应用非常广泛。PLC的组成情况如图1所示。

PLC之所以能够在工业控制中得到越来越广泛的应用，与其自身所具备的优点有着密不可分的关联，具体体现在如下几个方面：

1.1 超高的可靠性

在PLC上，单片机的运用使其具备了较高的集成度，加之保护电路以及自诊断等功能，使得系统的运行可靠性获得了大幅度提升，如此之高的可靠性能够减少各种故障问题的发生几率。

1.2 易于程序编辑

PLC在编辑相关程序的过程中，采用的是控制梯形图及命令语言，与常规的微型计算机相比，编程命令相对较少，一般小型的PLC约为16条，高级的PLC能够达到32条。同时，图形图具有简单、形象等特点，便于操作者掌握和使用，基本不需要进行专业培训，就能完成有关程序的编辑。

1.3 组态更加灵活

PLC采用的是积木式结构，使用者通过简单地组合，就能对控制系统的功能进行灵活地改变，正因如此，使得PLC能够适用于绝大部分控制系统。

1.4 便于安装

在安装方面，无需为PLC配置专门的机房，也不用采取过于严格的屏蔽措施，只要保证连接的正确性，就能使PLC稳定运行。

2 基于PLC控制网络的远程电气故障诊断

在工业生产中，电气设备是不可或缺的重要组成部分之一，在不断地使用和持续运行的过程中，电气设备无法避免地会出现故障问题，如果每次设备发生故障，都到现场进行故障检测和诊断，不仅浪费时间，而且还可能导致最佳修复时机被错过，这样一来，很有也能引起更为严重的故障现象。而借助PLC控制网络，可通过远程的方式，对电气设备的故障问题进行及时诊断，由此可使诊断效率获得大幅度提升。本文所设计的系统融合了多种先进的技术，如计算机技术、电子技术、网络通信技术、传感器以及自动控制等等。该诊断的核心是计算机和网络通信，充分发挥出PLC的各方面优势，大幅度提升了远程故障诊断效率，确保了电气设备的稳定和可靠运行。

2.1 诊断系统的网络拓扑结构

远程系统最为突出的特征在于广域分布，这个特征主要是从地理位置的角度对系统的应用特点进行诠释，构建该系统的主要目的是给分部在不同地方的电气设备提供实时的诊断与维护。从系统的总体架构上看，其由现场总线、诊断中心、监控站等单元组合而成，系统呈现出来的是一种网络化分布格局以及阶梯层状。在功能方面，远程诊断系统表现出来的动态监测，并且具有实时性的特征，每个监控站均需要具有故障诊断的能力，如果诊断中心出现问题，无法对电气设备存在的问题进行有效解决时，则可利用网络传输的方式，将相关的诊断信息发送给中心，然后经过综合故障诊断，并将结果返回给现场。

2.2 系统的主要功能

本文所提出的远程诊断系统主要是对分布在不同位置的电气设备进行实时的状态监测，进而获取其相关的运行数据，判断电气设备是否存在故障，基于这一前提，系统在功能层面上，由以下几个部分组成：

智能诊断。这是该系统较为重要的功能之一，此项功能的实现凭借的是远程智能诊断中心，其能够为广域分布的电气设备提供故障诊断的资源交互平台，进而为客户提供更多的诊断方式和方法，利用该平台与客户进行实时交互，数据库和知识库是其核心。远程诊断系统能够对分布在不同位置的电气设备进行在线诊断，利用与远程诊断中心之间的数据交互，能够获取相关资源的支撑，为诊断中心提供所需的数据信息和知识，诊断专家的主要作用是对整个远程诊断过程进行协助，对传输过来的信息进行分析处理，按电气设备的实际运行情况及其故障特征，建立相关的预警体系，借此来使系统对相关故障的诊断更加准确、有效。

2.3 系统的设计实现

2.3.1 设计思路

本文所提出的远程故障诊断系统是以PLC控制网络为依托，具体的设计思路如下：在电气设备上，选取一些关键点，并以此作为检测点，对电气设备的运行状态进行实时采集，利用这些数据，結合知识库中的知识，对电气设备进行分析，找出潜在的故障隐患，并判断导致故障问题发生的具体原因，据此，给出故障的处理方法。

2.3.2 信号采集

本文所提出的远程诊断系统是以PLC控制网络作为依托，PLC对设备数据信号的识别，是通过输入模块来实现的，据此对电气设备中的各种开关量信号进行控制，如操控按钮、继电器触点等。除了数据信号之外，PLC还需要对模拟信号进行识别，该环节主要是借助模拟量输入模块来实现，由此可对电气设备的电压、流量等进行控制，在利用A/D转换器，将模拟信号转换为数据信号。

2.3.3 系统实现

在对基于PLC控制网络的远程故障诊断系统进行实现的过程中，需要对系统的诊断过程加以明确，大体上可分为以下三个步骤：对电气设备运行状态的特征信号进行检测;从采集到的信号中提取出可能的故障讯息;按照这些信息，并结合相关的诊断经验，通过有效的方法对电气设备的运行状态进行识别，进而判断其是否正常。

3 结论

综上所述，PLC作为一种功能强大的控制器，它在工业控制领域中获得了越来越广泛的应用。本文以PLC控制网络为依托，设计开发了一款可对电气设备进行远程故障诊断的系统。结果表明，本文开发的系统，能够对电气设备进行实时监测，进而获取设备的运行情况，判断其是否正常。

参考文献

[1]杨升，杨定道，游铃章.PLC控制网络的远程电气故障诊断[J].科学与财富，2015（01）：25-25.

[2]吴丰.PLC控制网络的远程电气故障诊断探究[J].中国科技博览，2015（21）：30-30.

[3]冯伯阳.PLC控制网络的远程电气故障诊断[J].电子世界，2013（07）：144-145.