试论PLC控制系统故障检测方法与应用

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摘要：plc控制系统的软件资源极其丰富，如果能够充分利用这些资源对设备故障进行检测，可以使控制系统拥有自检测功能，文章对PLC控制系统故障检测方法进行了总结，对PLC控制系统故障检测方法的应用进行了探讨，以期对于PLC控制系统故障检测的技术的推广起到一定的促进作用。

关键词：PLC控制系统；故障检测；自检测功能

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

1 概述

PLC（可编程序控制器）具有功能强大、使用方便以及可靠性强等优点而被广泛应用于工业企业的设备诊断，PLC控制器具有一定的自诊断功能，一旦出现故障可以借助此程序进行快速定位，找到故障并进行处理。PLC及时发现故障所在并自动停机和报警，便于查找故障的位置，提高了维修效率，本文对PLC控制系统故障检测方法和应用进行探讨，不足之处，敬请指正。

2 PLC控制系统的故障检测方法

PLC控制系统故障检测方法根据其检测方式、检测范围的不同可以分为以下几个方面：局部状态检测法、故障综合检测法、超时限故障检测法、步进跟踪检测法以及行程定时器判断法等。

2.1 局部状态检测法

局部状态检测法的故障检测原理是通过对PLC控制系统的输出信号和输入信号进行检测，并判断其之间的相互关系和状态逻辑，从而对PLC控制系统中出现故障的原因以及故障的位置进行判断，这种方法适合于对PLC控制系统的比较重要的部位进行检测。

局部状态检测法大多应用于大型数控组合机床，一般机床有两个开关：一个动力头原位限位开关，另一个是机床向前运行的限位开关，两者不能同时被按下，也即是不能同时对机床进行控制，如果同时按下两个按钮，则可以肯定的是其中一个开关出现故障，因此在用户软件的编程过程中可以添加此类控制，两个输入信号不能同时作用。

2.2 故障综合检测法

如果PLC控制系统运行正常，其输入和输出信号、记忆装置之间存在一定的逻辑运算关系，这种关系一旦扰，则会出现故障和异常，而造成PLC控制系统正在执行的程序会中止。所以，为了避免PLC控制系统出现这样的故障，可以在用户程序中提前添加习惯性故障的逻辑程序，一旦这种逻辑关系出现问题，可以利用故障综合检测的放法进行故障信号的输出，来实现PLC控制系统的报警、自动停机的功能。

2.3 超时限故障检测法

PLC控制系统对机械设备的控制过程中，对机械设备运行有严格要求，包括其时间区段、时间范围等，如果超出时限，就会对下一个工步有所影响，甚至会出现设备故障。因此要以设备运行的每一个工步对不同的时间区段做出严格设置，或者安装一个定时器，来检测工步动作，然而定时器的时间点不能等同于工步之间的时间间隔，至少要比工步之间的时间间隔多30%，如果工步运行时间超限，定时器就会发出故障信号，设备运行中断，这叫做节拍式定点保护。

超时限故障检测法大多应用于PLC控制系统的后备保护装置，比如PLC控制电流继电器，如果其出现故障，则会对机电设备产生较大破坏，时间保护装置的设置可以根据定时器发出的故障信号进行及时的运行中断，对于设备的保护来说多了一层

保障。

2.4 步进跟踪检查法

一般而言，PLC控制系统可以被分为一些步进方式控制的小型系统，这种方式可以让设备的运行过程进行分段检测控制逻辑及其出现的故障，从而对故障发生的原因做出正确判断，并进行

处理。

2.5 行程定时器判断法

PLC控制系统在对设备进行控制的过程中往往需要几个指令联合完成，比如输入指令、接受信号等，同时几个指令作用于设备，如果机器设备没有按照预期的结果进行输入信号所指示的动作，则说明控制系统出现故障，形成定时器判断法就是按照设备实际运行时间和运行时间的间隔来对故障产生的原因进行分析。

3 PLC控制系统故障检测方法的应用

3.1 移位寄存器实现故障检测

移位寄存器是PLC控制系统故障检测方法的重要应用，移位寄存器是16位的，它可以检测16种故障，在系统开启之前，移位寄存器处于关闭状态，系统开启之后，移位寄存器开始产生动作，同时控制系统对检测信号进行判断，一旦发现故障所在，移位寄存器会向故障所在位置进行移动，并进行处理，之后移位寄存器会继续移动，在规定时间内对设备进行检测。

3.2 信号输入故障检测

信号输入故障检测也是PLC控制系统故障检测的重要手段，主要针对于运行设备习惯性故障，比如控制按钮失灵、信号灯故障、输入信号松脱等，信号输入故障检测方法是通过对测试开关及指示灯的设备，并对按钮和开关的有效性测试，以判断设备是否出现故障。

信号输入故障检测应用于某步进炉的控制系统，并且采用按钮和指示灯联合的测试方法，如果对按钮和指示灯、开关产生怀疑的话，需要把测试开关打开，让指示灯循环显示，开关信号发生变化，则暂停指示灯循环。具体的程序框图如图1所示：

3.3 基于PLC控制的多功能液压元件试验台

由于PLC具有抗干扰能力较强、安全可靠性高、硬件安装和接线简单方便、开发灵活等优点，使得PLC非常适合应用于液压回路控制系统的设计。多功能液压元件试验台是PLC控制系统故障检测方法的重要应用，其主要目的是检测液压缸、液压泵、液压阀以及液压马达的性能特性，保证各个液压元件的出厂质量，避免出现系统故障，提高试验的效率和水准，并为新产品的开发提供可靠的试验数据。液压试验台的液压系统原理图如图2所示。

4 结语

PLC控制系统故障检测的方法不仅仅是本文所提到的这几种，其具体的应用也有很多，本文篇幅所限，仅仅介绍了几种常见的关于PLC控制系统故障检测方法和应用。在实际的PLC控制系统软件开发时，也可以预先想到控制系统能够出现的故障，并进行提前设计，应避免其出现习惯性故障，以促使PLC控制系统稳定可靠的运行。

参考文献

[1] 崔守娟，栾荣华.浅谈PLC控制系统抗干扰能力[J].中国高新技术企业，2011，（10）.

[2] 孙延永，刘美侠.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].机电产品开发与创新，2011，（3）.

[3] 关大伟，杨志刚.轴承加工PLC控制系统研究[J].中国高新技术企业，2010，（7）.

作者简介：李昶君（1987-），男，供职于山东中烟工业有限责任公司滕州卷烟厂；张甲（1987-），男，供职于山东中烟工业有限责任公司滕州卷烟厂。