| PLC控制系统故障自诊断以及人性化安全设计 关键词： 传感器 执行元件 故障自诊断 人性化 安全设计 1 引言 PLC可编程控制器技术日益成熟，从单机到大型生产线设备的全程控制，在工业控制领域的得到愈来愈广泛的普及应用。如何设计一套更完善、稳定、安全，更便于操纵和维护的控制系统显得有更加重要的现实意义。 通常由PLC为主构成的控制系统，就PLC控制器本身而言，一般故障率比较低，是相对稳定可靠的。可是构成一个控制系统必须接入各种各样的外围元器件，例如传感器、接触器、电动机、电磁阀、接插件等电器元件。这些电器元件，虽然设计者一般都选择优质产品，也难以避免有出故障的时候，尤其是一些比较大的控制系统，一旦出现故障，导致整个生产设备系统的停产。 由于PLC控制系统的控制逻辑是由程序(软件)完成的，其电路图(硬件)虽然很直接简单，但是控制系统出现故障，操纵者或维修者仅靠简单的电路图，或者通过分析控制程序来查出故障点，是相当抽象和复杂的。尤其在大型自动化生产线设备，其生产效率很高，延长修复时间就意味着产品产量的损失，就是金钱、效益的损失。 2 人性化安全程序设计 一个控制系统的程序编制，仅仅按生产工艺的顺序和生产节拍完成程序编制，是最起码的，也是远远不够的。设计一个完善优秀程序，除了完成生产工艺和生产节拍的需要外，还应该有一系列人性化的安全方面的设计。至少还应该具备如下功能:控制系统(包括硬件和软件)要保障生产设备在标准允许的恶劣环境中，能较长期的安全、稳定、可靠运行;给操纵者一个安全、简单、轻松、直观的操作方法和操作界面;有较全面的故障诊断、安全保护功能;一旦出现故障，系统能明确显示故障性质和故障点，便于采用简单办法、以最短的时间快速修复，排除故障，使系统恢复正常。 许多优秀的控制、应用软件都有十分完善的从安全角度考虑的程序结构。一个成熟的PLC控制程序应该有1/3~1/2以上的程序量是为控制系统安全可靠服务的。因为随着PLC控制系统设备应用的普及，将面对的是各个行业最基层的操纵者和维护者，其素质参差不齐。我们应该设计一个人性化的、友好的、亲和的便于操纵的控制系统。 针对初步具备设计PLC控制系统知识的初级工程师，根据已往的设计工作中积累的经验，研讨故障诊断和便于操作、维护方面的程序，这些程序不针对具体PLC型号，梯形图逻辑是示意性的。 3 故障自诊断 3.1 位置传感器的故障判断 在运动控制系统中，位置传感器使用最多。位置传感器有开关量型，接点式限位开关和接近开关，也有数字型和模拟型。以一个简单气(液)动装置为例。 图1程序表示如何检测出位置开关的故障。有一个气泵(或液压泵)，一个两位式电磁阀，控制一个气(或液压)缸进、退，两个位置开关，一个为气(或液压)缸后退位位置开关，一个为气(或液压)缸前进位位置开关，用以检测气(或液压)缸运行位置。 图1 检测位置开关的故障程序 A回路:一个气缸的两个位置开关不可能同为断开，其中必有一个是断路故障。T1是气缸行程时间定时器延时通接点，设定时间要比气缸实际行程时间稍长，在电磁阀上电和下电时将其启动，缸运行到位，将其复位。 B回路:一个气缸的两个位置开关不可能同为接通，其中必有一个是短路故障。 图2表示检测模拟量位置传感器故障程序。对于系统采用模拟量式位置、位移传感器信号的系统，把模拟量先经过A/D变换指令变换成数字值，把适当位置的数字值，利用PLC的“≤”或“≥”某一值的比较指令替代上面后退、前进位置开关指令;数字式位置、位移传感器同样利用PLC的“≤”或“≥”某一值的比较指令如上处理都很方便。 图2 检测模拟量位置 [原文截取] PLC控制系统故障自诊断以及人性化安全设计 关键词： 传感器 执行元件 故障自诊断 人性化 安全设计 1 引言 PLC可编程控制器技术日益成熟，从单机到大型生产线设备的全程控制，在工业控制领域的得到愈来愈广泛的普及应用。如何设计一套更完善、稳定、安全，更便于操纵和维护的控制系统显得有更加重要的现实意义。 通常由PLC为主构成的控制系统，就PLC控制器本身而言，一般故障率比较低，是相对稳定可靠的。可是构成一个控制系统必须接入各种各样的外围元器件，例如传感器、接触器、电动机、电磁阀、接插件等电器元件。这些电器元件，虽然设计者一般都选择优质产品，也难以避免有出故障的时候，尤其是一些比较大的控制系统，一旦出现故障，导致整个生产设备系统的停产。 由于PLC控制系统的控制逻辑是由程序(软件)完成的，其电路图(硬件)虽然很直接简单，但是控制系统出现故障，操纵者或维修者仅靠简单的电路图，或者通过分析控制程序来查出故障点，是相当抽象和复杂的。尤其在大型自动化生产线设备，其生产效率很高，延长修复时间就意味着产品产量的损失，就是金钱、效益的损失。 2 人性化安全程序设计 一个控制系统的程序编制，仅仅按生产工..... |
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