怎樣利用PLC來判斷機(jī)電設(shè)備的故障/
隨著信息化自動(dòng)的快速發(fā)展, PLC可編程邏輯控制器在我公司使用越來越多,它采用可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。目前我公司部分設(shè)備采用PLC集中自動(dòng)控制,應(yīng)用PLC可使機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率大幅提高,同時(shí)也可為機(jī)電設(shè)備的故障診斷帶來極大的方便,PLC應(yīng)用的深度和廣度已成為一個(gè)國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志?！ ?/SPAN>
PLC在控制機(jī)電設(shè)備時(shí),設(shè)備中的各種操作按鈕及壓力、溫度、液位、行程開關(guān)等開關(guān)量直接與PLC的輸入模塊端子相連,每個(gè)輸入端子在PLC的數(shù)據(jù)區(qū)中分配有一個(gè)“位”,每個(gè)“位”在內(nèi)存中為一個(gè)地址。PLC的內(nèi)部電路可以掃描到開關(guān)信號的有無。讀取PLC輸入位的狀態(tài)值可以作為判斷開關(guān)量故障信號的依據(jù),診斷開關(guān)量故障的過程實(shí)質(zhì)就是將PLC輸入位正常的狀態(tài)值與相應(yīng)的輸入位的實(shí)際值相比較的過程。如果二者比較的結(jié)果是一致的則表明機(jī)電設(shè)備處于正常工作情況,不一致則說明對應(yīng)輸入位的設(shè)備部位處于故障狀態(tài)。這就是PLC診斷基于開關(guān)量信號故障的基本原理。
一般PLC均有LED指示燈可以幫助檢查故障是否由外部設(shè)備引起。不論在模擬調(diào)試還是實(shí)際應(yīng)用中,若系統(tǒng)某回路不能按照要求動(dòng)作,首先應(yīng)檢查PLC輸入開關(guān)點(diǎn)接觸是否可靠(一般可通過查看輸入LED指示燈或直接測量輸入端)。若輸入信號未能傳到PLC,則應(yīng)去檢查輸入對應(yīng)的外部回路;若輸入信號已經(jīng)采集到,則再看PLC是否有相應(yīng)輸出指示,若沒有,則是內(nèi)部程序問題或輸出LED指示燈問題;若輸出信號已確信發(fā)出,則應(yīng)去檢查外部輸出回路(從PLC輸出往后檢查)。
在輸出回路中,由于短路或其它原因造成PLC輸出點(diǎn)在內(nèi)部粘滯,只需將其接線換至另一預(yù)留的空接線點(diǎn)上,同時(shí)修改相應(yīng)程序,將原輸出標(biāo)號改為新地址號即可。
這種診斷方法,故障定位準(zhǔn)確,可進(jìn)行實(shí)時(shí)在線診斷。通過PLC的梯形圖編程,還可將故障診斷融入過程控制,達(dá)到保護(hù)機(jī)電設(shè)備的目的。
PLC診斷模擬量故障的過程,實(shí)質(zhì)就是將在相應(yīng)A/D通道讀到的檢測信號的模擬量的實(shí)際值與系統(tǒng)允許的極限值相比較的過程。如果比較的結(jié)果是實(shí)際值遠(yuǎn)離極限值,則表明機(jī)電設(shè)備對應(yīng)的受監(jiān)控部位處于正常狀態(tài),（信息來源www.dqjsw.com.cn）如果實(shí)際值接近或達(dá)到極限值,則為不正常狀態(tài)。判斷故障發(fā)生與否的極限值根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)變化范圍確定,利用PLC的模擬量設(shè)定開關(guān)可精確設(shè)置該極限值。
當(dāng)模擬量的實(shí)際值達(dá)到模擬量設(shè)定開關(guān)的設(shè)定值,PLC還能按照一定的邏輯關(guān)系啟動(dòng)開關(guān)量模塊上的輸出位,或者從PLC的通訊口主動(dòng)發(fā)起通訊,從而輸出故障診斷的結(jié)果,并據(jù)此實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的控制。
這些信號既有觸點(diǎn)信號,又有數(shù)字信號和模擬信號。根據(jù)PLC程序的編制,這些信號在操作界面或PLC模塊上都有一固定的位置,常開點(diǎn)顯示為“0”,常閉點(diǎn)顯示為“1”。如果某一指令在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上沒有動(dòng)作,那么在計(jì)算機(jī)或控制屏上就能顯示出來,這樣我們就可以檢查是信號沒有傳到PLC還是PLC沒有傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu),故障很容易發(fā)現(xiàn)。
下面以我公司新上的罩式電爐為例介紹這種方法的使用。例如爐罩移開點(diǎn)動(dòng)失效,檢查步驟如下:首先根據(jù)PLC的程序找到“爐罩移開”輸入信號對應(yīng)的地址為02CH07,也就是02CH輸入模塊的第7個(gè)輸入點(diǎn),,如果LED燈亮說明PLC已接收到輸入信號,按鈕到PLC之間的傳輸線沒有斷點(diǎn),相反LED燈不亮說明輸入信號在這段線路上有斷點(diǎn),應(yīng)檢查這段線路。如果輸入信號接收正常,那么就得進(jìn)行第二步檢查,找到 “爐罩移開”輸出信號在PLC中的地址即輸出模塊12CH的第0個(gè)輸出點(diǎn),查看LED指示燈是否點(diǎn)亮,如果LED指示燈亮,表明輸出信號正常,這時(shí)應(yīng)是外部接觸器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障,如果LED指示燈不亮,說明是PLC的程序有問題或是某些條件沒有滿足,導(dǎo)致沒有輸出,這時(shí)應(yīng)打開PLC的梯形圖程序進(jìn)行修改和在線觀察,看欠缺哪些條件,然后再逐一排查。用這樣的方法我們將會(huì)很快查到問題所在,避免了走彎路,也節(jié)省了很多時(shí)間,不會(huì)影響生產(chǎn)。
總結(jié)
PLC可為機(jī)電設(shè)備的故障診斷提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,給機(jī)電設(shè)備的維護(hù)帶來了極大的方便,避免了許多重復(fù)無意義的工作,提高了維修的效率,在實(shí)際應(yīng)用中取得了非常好的效果。
如何判斷開關(guān)量信號的故障
所謂開關(guān)量即是數(shù)字量,也就是輸入端子的“位”狀態(tài)值置位“0”或 “1”。PLC對開關(guān)量的信號的識別是通過其數(shù)字輸入模塊完成的。PLC在控制機(jī)電設(shè)備時(shí),設(shè)備中的各種操作按鈕及壓力、溫度、液位、行程開關(guān)等開關(guān)量直接與PLC的輸入模塊端子相連,每個(gè)輸入端子在PLC的數(shù)據(jù)區(qū)中分配有一個(gè)“位”,每個(gè)“位”在內(nèi)存中為一個(gè)地址。PLC的內(nèi)部電路可以掃描到開關(guān)信號的有無。讀取PLC輸入位的狀態(tài)值可以作為判斷開關(guān)量故障信號的依據(jù),診斷開關(guān)量故障的過程實(shí)質(zhì)就是將PLC輸入位正常的狀態(tài)值與相應(yīng)的輸入位的實(shí)際值相比較的過程。如果二者比較的結(jié)果是一致的則表明機(jī)電設(shè)備處于正常工作情況,不一致則說明對應(yīng)輸入位的設(shè)備部位處于故障狀態(tài)。這就是PLC診斷基于開關(guān)量信號故障的基本原理。
一般PLC均有LED指示燈可以幫助檢查故障是否由外部設(shè)備引起。不論在模擬調(diào)試還是實(shí)際應(yīng)用中,若系統(tǒng)某回路不能按照要求動(dòng)作,首先應(yīng)檢查PLC輸入開關(guān)點(diǎn)接觸是否可靠(一般可通過查看輸入LED指示燈或直接測量輸入端)。若輸入信號未能傳到PLC,則應(yīng)去檢查輸入對應(yīng)的外部回路;若輸入信號已經(jīng)采集到,則再看PLC是否有相應(yīng)輸出指示,若沒有,則是內(nèi)部程序問題或輸出LED指示燈問題;若輸出信號已確信發(fā)出,則應(yīng)去檢查外部輸出回路(從PLC輸出往后檢查)。
在輸出回路中,由于短路或其它原因造成PLC輸出點(diǎn)在內(nèi)部粘滯,只需將其接線換至另一預(yù)留的空接線點(diǎn)上,同時(shí)修改相應(yīng)程序,將原輸出標(biāo)號改為新地址號即可。
這種診斷方法,故障定位準(zhǔn)確,可進(jìn)行實(shí)時(shí)在線診斷。通過PLC的梯形圖編程,還可將故障診斷融入過程控制,達(dá)到保護(hù)機(jī)電設(shè)備的目的。
如何判斷模擬量信號的故障
PLC對模擬量信號的識別是通過PLC的模擬量輸入模塊來完成的。模擬量輸入模塊采用A/D轉(zhuǎn)換原理,輸入端接收來自傳感器或信號發(fā)生器送來的模擬信號,輸出端輸出的模擬信號作用于PLC的控制對象。PLC診斷模擬量故障的過程,實(shí)質(zhì)就是將在相應(yīng)A/D通道讀到的檢測信號的模擬量的實(shí)際值與系統(tǒng)允許的極限值相比較的過程。如果比較的結(jié)果是實(shí)際值遠(yuǎn)離極限值,則表明機(jī)電設(shè)備對應(yīng)的受監(jiān)控部位處于正常狀態(tài),（信息來源www.dqjsw.com.cn）如果實(shí)際值接近或達(dá)到極限值,則為不正常狀態(tài)。判斷故障發(fā)生與否的極限值根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)變化范圍確定,利用PLC的模擬量設(shè)定開關(guān)可精確設(shè)置該極限值。
當(dāng)模擬量的實(shí)際值達(dá)到模擬量設(shè)定開關(guān)的設(shè)定值,PLC還能按照一定的邏輯關(guān)系啟動(dòng)開關(guān)量模塊上的輸出位,或者從PLC的通訊口主動(dòng)發(fā)起通訊,從而輸出故障診斷的結(jié)果,并據(jù)此實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的控制。
具體應(yīng)用
根據(jù)上述原理和方法,可利用PLC診斷我公司PLC電氣設(shè)備的故障。我廠現(xiàn)有的PLC電氣設(shè)備大都是以下列模式實(shí)現(xiàn)功能的,如圖1所示。這些信號既有觸點(diǎn)信號,又有數(shù)字信號和模擬信號。根據(jù)PLC程序的編制,這些信號在操作界面或PLC模塊上都有一固定的位置,常開點(diǎn)顯示為“0”,常閉點(diǎn)顯示為“1”。如果某一指令在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上沒有動(dòng)作,那么在計(jì)算機(jī)或控制屏上就能顯示出來,這樣我們就可以檢查是信號沒有傳到PLC還是PLC沒有傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu),故障很容易發(fā)現(xiàn)。
下面以我公司新上的罩式電爐為例介紹這種方法的使用。例如爐罩移開點(diǎn)動(dòng)失效,檢查步驟如下:首先根據(jù)PLC的程序找到“爐罩移開”輸入信號對應(yīng)的地址為02CH07,也就是02CH輸入模塊的第7個(gè)輸入點(diǎn),,如果LED燈亮說明PLC已接收到輸入信號,按鈕到PLC之間的傳輸線沒有斷點(diǎn),相反LED燈不亮說明輸入信號在這段線路上有斷點(diǎn),應(yīng)檢查這段線路。如果輸入信號接收正常,那么就得進(jìn)行第二步檢查,找到 “爐罩移開”輸出信號在PLC中的地址即輸出模塊12CH的第0個(gè)輸出點(diǎn),查看LED指示燈是否點(diǎn)亮,如果LED指示燈亮,表明輸出信號正常,這時(shí)應(yīng)是外部接觸器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障,如果LED指示燈不亮,說明是PLC的程序有問題或是某些條件沒有滿足,導(dǎo)致沒有輸出,這時(shí)應(yīng)打開PLC的梯形圖程序進(jìn)行修改和在線觀察,看欠缺哪些條件,然后再逐一排查。用這樣的方法我們將會(huì)很快查到問題所在,避免了走彎路,也節(jié)省了很多時(shí)間,不會(huì)影響生產(chǎn)。
總結(jié)
PLC可為機(jī)電設(shè)備的故障診斷提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持,給機(jī)電設(shè)備的維護(hù)帶來了極大的方便,避免了許多重復(fù)無意義的工作,提高了維修的效率,在實(shí)際應(yīng)用中取得了非常好的效果。
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