PLC故障检测与显示.doc

PLC故障检测与显示摘要：PLC拥有大量的软件资源，如果能充分利用这些软件资源进行故障的检测和诊断，将会在不增加设备成本的条件下，使系统拥有自诊断功能。本文介绍了利用PLC进行故障检测和诊断的方法。关键词：PLC；故障；检测；显示由PLC组成的控制系统中，一般情况下，控制设备和元件较多，逻辑关系复杂。各种外围设备和元件及PLC本身在生产过程中都可能产生故障或误动作，PLC本身具有很完善的自诊断功能，如果出现故障，借助自诊断程序可以很方便的找到出现故障的部位，更换后就可以马上恢复工作。对各种故障及时准确的检测、显示和报警，以便及时排除故障，这是设计控制系统时必须充分考虑的一个重要问题。可在编制PLC用户程序时编制出故障自诊断程序，利用PLC的逻辑运算功能进行故障检测和诊断。现代的PLC拥有较大的软件资源，像OMRON的C200H，它有几百个存储器位、几百个定时器和计数器，在软件方面有大量的裕量，我们完全可以把这些资源利用起来，用于设备故障的检测与显示，且基本不会增加系统的成本。一、故障产生的原因PLC控制系统的常见故障，一方面可能来自于外部设备，如各种开关、传感器、执行机构和负载等，另一方面也可能来自于系统内部本身的故障，如CPU、存储器、系统总线、电源、电池、程序出错、程序执行时间大于PLC规定的时间等。大量的统计分析与实践经验已经证明，PLC本身是很少发生故障的，这些PLC本身的故障可利用其本身的自诊断功能进行检查。控制系统故障主要发生在各种外部设备，常见的有行程开关、接触器、检测元件等触点的损坏，控制逻辑出现了错误等，对于这些故障可采用编程的方法进行检测和处理。二、故障检测方法故障检测的基本方法就是利用PLC软件的逻辑或运算功能，把现场采样到的各种(模拟量或开关量)信息，与预先存入PLC内存中的正常数值或状态进行比较，一旦它们的差异超过所允许的范围则报警。常用的故障检测方法有以下几种：（一）直接检测法通过检测被控制设备或元器件的逻辑状态（工作状态），直接通过某种方式显示出来的方法。比如电解铝专用多功能天车上总电源、固定吊电源、主小车电源、副小车电源通断等的检测及显示、热继电器、熔断器工作状态的检测与显示等，此方法比较简单，可以通过元器件上多余的辅助触点和简单的编程来实现。（二）逻辑错误故障检测诊断法在系统正常运行时，可编程序控制器的输入、输出和内部信号(存储器位的状态)相互之间存在着某种确定的逻辑关系，如果工作中出现异常的逻辑信号，则说明PLC外部元件出现了故障。因此我们在编程时可以编制一些常见故障的逻辑关系，一旦这些常见的逻辑关系的运算结果为1(ON)状态时，就应按故障处理。例如A、B两地的限位开关的逻辑状态正常工作时不能同时为ON，若它们工作中出现同时为ON的状态时，说明至少有一个限位开关卡死，另外正反转启动按钮也不能同时为ON，否则说明至少有一个启动按钮出现了故障;再比如控制电动机正反转的两个交流接触器的常开触点也不能同时为ON状态，否则说明至少有一个交流接触器有问题，当这些常见故障的逻辑关系为ON时，都应触发故障信号进行报警，点亮故障指示灯，并立即停止系统的运行，维修人员可以根据指示灯的闪烁读出对应故障代码，通过使用说明书迅速找出故障的部位，及时排除故障，使系统尽快恢复工作（三）时间限制判别法机械设备各工步动作的时间基本上是固定不变的，即使变化也不会太大，利用这一范围来检测故障就是时间限值判别法。当外部执行元件开始一个动作时，可同时触发一个定时器，此时定时器相当于虚拟的传感器，定时器的设定时间比正常情况下该动作的进行时间长20%左右。如锅炉点火过程，机床某加工节拍，电动推杆的推出过程，活塞杆的伸出及回缩过程等，均可设置时间上限来对其进行故障检测。例如，小车从A地到B地运料大概需要20s，小车到达目的地时会触动限位开关发出前进结束信号。编程时可在小车开始由A向B、或由B向A运动时触发PLC的定时器，对运动过程进行监视，监视定时器的设定时间为24s，若在运料的过程中出现电机或限位开关及电机主回路等出现故障，则会出现监视定时器时间到，而限位开关没有发出动作结束信号，编程时可以利用监视定时器的常开触点去触发故障报警信号，由该信号停止程序的运行，执行故障报警显示程序，操作维修人员可以迅速读出故障的代码，通过使用说明书迅速找出该故障码对应的故障部位，及时排除设备的故障，使设备能在最短时间恢复工作。（四）首发故障诊断法控制系统一旦发生故障，也可能随之有多个故障发生，或者一个故障导致另外多个故障，如果能找到第一个故障并按故障出现的先后顺序有规律地进行信息显示，则能较快地排除故障。以3个故障为例，如图1所示，其中设置了3个故障检测位，分别为M100.0、M110.0、M120.0，3个初始故障检测位