PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷方法分析

梁永華

摘 要：近幾年隨著信息技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，在工業(yè)控制核心技術(shù)上我國(guó)實(shí)現(xiàn)了微處理器設(shè)備診斷和故障分析，完成了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，進(jìn)一步為我國(guó)工業(yè)設(shè)備的使用提供了技術(shù)保障。PLC可編程序控制器遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)備監(jiān)控效率，提高設(shè)備使用質(zhì)量的作用。論文就PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷方法進(jìn)行分析研究，進(jìn)而進(jìn)一步為PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用提出優(yōu)化建議，保障其故障診斷的高效性，促進(jìn)我國(guó)設(shè)備制造技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；遠(yuǎn)程監(jiān)控；故障診斷；方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.204

0 前言

PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從其結(jié)構(gòu)和控制要求上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)工作環(huán)境、感染源種類因素分析和電源及軟件抗干擾能力的優(yōu)化，利用串行通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)前端機(jī)與PLC的串行通信強(qiáng)化了系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩院途珳?zhǔn)性。近幾年隨著PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，如何利用故障診斷方法強(qiáng)化PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用作用，為我國(guó)設(shè)備運(yùn)行和使用提供技術(shù)保障成為了研究的主要側(cè)重點(diǎn)，具有典型性。

1 PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控

PCL遠(yuǎn)程監(jiān)控中主要是利用PLC實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制程序編寫(xiě)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程故障診斷，完后才能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸和通訊，并且利用設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)傳感信息采集和數(shù)據(jù)運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理，利用數(shù)據(jù)信號(hào)的信息分析能力完成及設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)完成故障的診斷處理[1]。

PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，近幾年隨著4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸發(fā)展，PLC能夠有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的終端信息采集處理，進(jìn)而完成數(shù)據(jù)傳輸工作的數(shù)字化和可視化處理，完成設(shè)備故障的診斷和維護(hù)[2]。PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控在工業(yè)上的應(yīng)用主要是以工業(yè)集成化、自動(dòng)化、規(guī)模化和高效化發(fā)展為方向，完成對(duì)設(shè)備故障診斷的精確性優(yōu)化。

2 PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的特診

從特征性的角度出發(fā)對(duì)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)急性分析，其主要包含系統(tǒng)安全可靠性、系統(tǒng)智能化和實(shí)時(shí)性的特征[3]。

系統(tǒng)安全可靠性特征：PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控利用龐大的有機(jī)組合體實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程故障信息的集中處理和分析，進(jìn)而提高了信息的可靠性，強(qiáng)化了設(shè)備信息系統(tǒng)的整體故障判定準(zhǔn)確性，為設(shè)備的使用和維護(hù)經(jīng)濟(jì)損失帶來(lái)了可靠性。

系統(tǒng)智能化特征：PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控在設(shè)備監(jiān)控和故障診斷的過(guò)程中根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)情況，實(shí)現(xiàn)了異常和故障的智能化判定和處理，并且能夠及時(shí)的采取控制措施，以完成正常系統(tǒng)的智能化運(yùn)行。

實(shí)時(shí)性特征：PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控在其工作系統(tǒng)的處理和監(jiān)控上能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控連續(xù)性，始終對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)實(shí)施整體監(jiān)控，并且采用無(wú)間斷反應(yīng)傳輸?shù)姆绞綄⒈O(jiān)控的信息實(shí)時(shí)的傳遞給后臺(tái)的工作人員，進(jìn)而降低了傳統(tǒng)反饋信息傳輸?shù)难舆t性和不穩(wěn)定性缺陷，進(jìn)一步奠定了PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控在設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控中的實(shí)時(shí)性特征。

3 PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷方法分析

3.1 數(shù)字模型故障診斷方法

數(shù)字模型故障診斷方法主要是利用系統(tǒng)的可測(cè)量運(yùn)行信息和數(shù)學(xué)模型先驗(yàn)知識(shí)故障信號(hào)對(duì)比進(jìn)行檢測(cè)，其屬于一種分離系統(tǒng)故障的診斷方法。數(shù)字模型故障診斷方法主要是包含兩個(gè)故障處理階段，殘差產(chǎn)生和故障決策。其中殘差產(chǎn)生主要是利用被監(jiān)控系統(tǒng)輸出和輸入信信號(hào)殘差反應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，如果無(wú)故障則殘差一般為零。故障決策流程主要是當(dāng)殘差被檢測(cè)出存在故障，利用闕值的設(shè)定以及統(tǒng)計(jì)決策模型的似然或序貫概率比的方式?jīng)Q定故障決策方案，完成數(shù)據(jù)模型故障PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷。

3.2 可測(cè)信號(hào)故障診斷方法

可測(cè)信號(hào)故障診斷主要是根據(jù)直接可測(cè)的輸入和輸出信號(hào)變化關(guān)系或變化趨勢(shì)完成故障的整體診斷。可測(cè)信號(hào)故障診斷的過(guò)程中包含輸入輸出信號(hào)小波變化故障診斷以及數(shù)學(xué)形式表達(dá)故障診斷兩個(gè)流程。第一流程中PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠利用系統(tǒng)暑促胡的幅值、頻率、相位值等進(jìn)行信號(hào)與故障源之間關(guān)系判定。第二流程數(shù)學(xué)形式表達(dá)故障診斷主要是使用批分析法、概率密度法及功率譜分析法的方式對(duì)輸入和輸出信號(hào)之間的波動(dòng)差異性進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算，完成可測(cè)信號(hào)故障運(yùn)行診斷。

3.3 人工智能故障診斷方法

目前PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控人工智能故障診斷主要包含故障樹(shù)診斷、故障專家診斷、模糊識(shí)別診斷和模糊數(shù)學(xué)診斷四種方法。其中故障樹(shù)診斷主要是利用系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)特定時(shí)間及其子系統(tǒng)部件故障之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系圖完成故障逐層次的故障樹(shù)分析法。故障專家診斷主要是利用專家視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等客觀事實(shí)對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行判定。模糊識(shí)別診斷主要是采用離線分析法和在線診斷分析法對(duì)系統(tǒng)故障表象特征向量集進(jìn)行故障模式向量函數(shù)識(shí)別。模糊數(shù)學(xué)診斷主要是利用模糊集聚類分析系統(tǒng)不同水平子集之間的關(guān)系，作為故障判定的成因向量，利用故障模糊合成法完成對(duì)故障的遠(yuǎn)程診斷和監(jiān)控。

4 總結(jié)

通過(guò)本文中對(duì)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控及其故障診斷方法進(jìn)行分析，能夠看出PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用具有安全可靠性、系統(tǒng)智能化和實(shí)時(shí)性的特征。就目前我國(guó)國(guó)內(nèi)PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控故障診斷方法來(lái)看，其主要包含數(shù)字模型故障診斷方法、可測(cè)信號(hào)故障診斷方法和人工智能故障診斷方法三種類型，在其故障診斷方法構(gòu)建和優(yōu)化的過(guò)程中必須充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的數(shù)據(jù)共享功能，加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)故障診斷信息交流的快速性和交互性，進(jìn)而為PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)完善奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊文剛.基于PLC的遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷方法研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016，05（02）：82-83.

[2]周律，吳德，查亮等.基于PLC的遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷方法研究[J].通信電源技術(shù)，2015，09（05）：29-33.

[3]李正訓(xùn).淺談PLC遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷分析系統(tǒng)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，07（01）：85-87.