試論PLC控制系統故障檢測方法與應用

郭睿涵 張軍元

摘 要：PLC控制系統的軟件資源極其豐富，假如能夠充分利用這些資源對設備故障進行檢測，則可以實現自動檢測控制系統。PLC控制系統具有可靠性強、功能強大以及抗干擾能力強等優點，所以當前受到行業的廣泛應用。但是在PLC控制系統實際運行的過程之中仍然存在許多故障，這時就需要有效的額檢測方法檢測故障并且及時采取措施解決。本文，筆者將會對PLC控制系統故障檢測方法與應用進行探究分析，并且提出有效的解決措施。

關鍵詞：PLC；控制系統；檢測方法

通常而言，PLC控制系統本身發生故障概率比較低，假如出現了故障隱患自檢系統也可以檢測出來。但是，PLC系統在運行過程之中需要對很多設備進行控制。即使PLC設備自身具有非常強的穩定性，仍然不可以忽視PLC控制系統的故障檢測和處理，因為一旦發生PLC控制系統故障，將會影響正常生產。PLC的外部輸入輸出環節和執行機構是PLC系統故障最為常見發生故障的，通常來說這些主要發生點出現故障時，PLC控制系統都不會因此直接導致停止運行，而是在發生故障或者事故之后才會得到注意。PLC控制系統的檢測、診斷和處理要迅速并且準確地找出出現故障的根本原因，從而對其進行處理。

一、PLC控制系統的故障檢測方法

1.局部狀態檢測法

通過檢測PLC控制系統輸入輸出信號是局部狀態檢測法的故障檢測原理對他們之間的狀態邏輯以及相互關系進行判斷，這樣就能夠將故障的位置和原因判斷出來，有利于及時對故障進行處理，對于PLC控制系統部分較重要的位置，局部狀態檢測法比較適合進行檢測。

一般而言，局部狀態檢測法都是用于大多數大型數控組合機床，檢測方法往往都是檢測開關和指示燈，對機器的按鈕和開關進行檢測。在進行檢測開關之時，將測試開關調到測試位置，操作開關的同時觀測相關的指示燈，以此判斷開關是否有效；或者是通過對按鈕測試信號燈設置，使得全部測試信號燈全部亮著或者是全部熄滅。

當開關原件已經運作而信號燈不亮則是出現了輸入故障，則應該對輸入端的電壓進行檢測，看看是否達到了正常電壓值，如果正常，則替換改輸入模版，假如替換之后仍然存在問題，則可能是IO機架或者是通信電纜出現故障。

出現輸出故障時需要對設備的指示燈進行檢測看看是否變亮，假如變亮，則輸出設備不響應，保險絲可能損壞了，假如沒有損壞，則現場的連接可能存在故障。

2.故障綜合檢測法

和正常運行的PLC控制系統相比較，其各個輸入、輸出信號以及中間的記憶裝置之間都是有固定的邏輯關系。一旦這種邏輯關系遭到破壞或者干擾，將會出現異常的邏輯狀態，那么PLC控制系統因此導致進入故障狀態，這時，PLC控制系統正常執行的程序就會出現故障終止運行。所以，可以在用戶程序中預先編制好常見故障情況的異常邏輯程序來防止PLC控制系統出現該類故障。一旦邏輯關系出現故障，輸出故障信號則可以通過邏輯程序輸出，從而能夠實現PLC控制系統的報警、停機等其他功能。

3.超時故障檢測法

通過PLC控制系統自動化性能而實現的檢測策略就是超時限故障檢測法。由于PLC控制系統的自動化性能，因此也決定了需要規范化的工步運行設置，設備的運行區段和時間段位都需要給出明確的限定，假如運行之中存在部分項超出既定設置，則會影響到下一個工步的運行，程度嚴重設置會造成機械故障。該種檢測策略是以每一個工步或者嚴格時間區段為依據，在設備運行的過程之中嚴格設置時間區段或定時器進行檢測工步運行動作而對系統進行是否發生故障判斷的方式。由于在實際操作過程之中定時器的時間并非和各個工步之間的時間間隔相同，因此需要在設定定時器之時時間值高于各個工步之間時間間隔的百分之二十五到百分之三十之間。

二、PLC控制系統故障檢測方法的應用

1.移位寄存在PLC系統檢測工作中的應用

PLC控制系統故障檢測方法中，移位寄存器是一種常見器件，它向觸發器輸入數據是通過并行或串行的方式進行，而后每個時間脈沖依次向左或向右移動一個比特的方式輸出數據。在PLC控制系統工作過程中，移位PLC控制系統和移位寄存器的開啟同步或者是稍早，在PLC控制系統開始運行之時，移位寄存器就會開始控制系統對檢測信號進行判斷，一旦發現系統故障或者是機械故障，移位寄存器就會自動移到發生故障處并且進行處理，之后依次向左或向右移動在規定時間內對設備進行檢測。由于移位寄存器是16位，所以可以對16種故障進行檢測。

2.基于PLC控制系統的多功能液壓元件試驗臺

安全可靠性高、抗干擾能力強、開發簡單靈活、硬件安裝和接線非常方便等都是PLC控制系統本身的優點，因此PLC也非常實用在液壓活路控制系統的設計之中。在PLC控制系統的運行階段，在對故障檢測方法之中，多功能液壓元件試驗臺是一個非常重要的應用，其主要目的是對液壓閥、液壓泵、液壓缸、液壓馬達的功能進行全面的檢測，確保每個液壓元件的質量良好，將發生故障的概率降到最低，從而使得試驗的質量和效率有效提升，為新產品的開發工作提供更加可靠的試驗數據。

3.信號輸入故障檢測

PLC控制系統故障檢測之中，信號輸入故障檢測也是重要手段之一，主要是針對運行設備習慣性故障，例如輸入信號松脫、信號燈故障、控制按鈕失靈等。通過對測試開關以及指示燈的設備進行檢測，并且對按鈕和開關有效性就行測試判斷設備有沒存在故障是信號輸入故障檢測方法工作原理。

信號輸入故障檢測應用于某步進爐的控制系統，并且使用按鈕和指示燈結合的檢測方法，加入按鈕、開關和指示燈之間存在懷疑則需要打開測試開關讓指示燈循環顯示，開關信號發生變化，將指示燈循環暫停。

三、結言

綜上所述，本文中筆者僅僅是對PLC控制系統故障檢測方法進行簡單地介紹。其實對于PLC控制系統故障檢測方法有多種多樣，文章中只是提到了其中幾種比較常用的方法。我們在對PLC控制系統軟件開發過程中，預想想到控制系統可能會發生的故障然后進行提前設計出防護措施，這樣就能過將PLC習慣性故障有效避免，確保PLC控制系統的穩定運行。所以，在選擇PLC控制系統故障檢測的設計方法和維護管理PLC控制系統主要措施就是提高系統的穩定性和安全性。

參考文獻：

[1]戈江華.PLC控制系統故障檢測方法研究[J].電子技術與軟件工程，2014

[2]胡波，王雪麗.PLC控制系統故障檢測策略與實現[J].湖南城市學院學報（自然科學版），2016

（作者單位：武威職業學院）