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摘要：在“中国制造2025”的建设目标下，我国工业控制向自动化控制的趋势愈加明显，但是广泛应用PLC技术却提高了发生故障的几率。本文基于PLC控制网络的角度，探讨如何对远程电气故障进行诊断，介绍诊断系统功能，以及其在故障诊断发挥的作用。
关键词：PLC；控制系统；电气故障；远程控制
前言：信息技术的发展，使得PLC技术得以广泛应用，这种技术在工业领域具有相当大的优势，在工业控制中发挥着关键性作用。对于PLC控制网络的故障诊断技术，是一种应用程序对其故障进行检测的手段，主要有人工和质量两种检测形式。本文除了对PLC控制网做简要概述外，并提出电气设备远程诊断系统的设计总体方案。
1PLC控制系统概述
PLC(Programmable Logic Controller），也可称为可编程逻辑控制器，这种技术革新了传统工业领域的控制系统，并以工业领域为基础向各个行业延伸拓展，其中对计算机、互联网行业的发展有着巨大的促进作用。
PLC技术主要有输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。输入采样阶段是PLC对输入数据、状态进行读取，并在相应单元I/O映像区域存储读入信息。在程序执行阶段，PLC控制系统按照设定好的顺序，对程序梯形图进行扫描，并利用相应逻辑运算控制线路，推算针对I/O映像区域的状态，并判断是否执行某些功能的命令。输出刷新阶段，完成所有程序扫描后，PLC控制系统输出锁存电路按需要对相应相应单元内I/O映像区域状态、数据刷新。
2PLC控制网络的远程电气故障诊断方法
PLC控制系统自动运行中，对于故障检测部分能自动检测到，部分需要人工进行检测才能发现，常导致电控系统在常规保护后发现机械顶死问题，这提升了检测系统故障的难度。为了提高PLC控制系统的故障检测效率和质量，需要对其系统进行改造，使其具备远程、实时监控的功能，从而让PLC及时报警，自动停止PLC程序运行[1]。
2.1数字量信号故障诊断
针对数字量信号故障诊断，主采用两种方法：超时限故障检测法和逻辑错误检测法。前一种方法，是利用设备移动过程的特定时间限制，当设备开始每一个步骤，就会触发时间定时器，当时间超过设定启动时间的24%~36%时，设备还没有开始下一步骤，则意味着出现故障。这时应调出故障显示程序，停止运行相关程序，并进行系统报警。后一种方法，通过中间存储器对输入端信号处理逻辑，当控制系统出现异常则会出现逻辑异常或混乱情况，所以可以利用此特性来判断设备故障。
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2.2模拟信号故障诊断
这种方法的诊断原理大致与数字量相同，PLC的CPU首先扫描输入端温度、压力等模拟信号，并通过模数转换器将模拟信号转换成数字量，将转换的数据存储于PLC数据存储区。模拟信号的故障诊断方法，是利用PLC系统实际限制数量与实际输入信号值进行对比，若是后者不在前者的范围内，那么意味着受监控部件处于故障状态，需要停机对其检查[2]。
2.3故障树分析法
这种方法是通过图像演绎方式，逻辑推理发生的故障，发现故障的成因，故障对系统的影响，以及故障导致哪些问题。使用方法是，先将故障置于故障树最前面，以特定符号代表着各因素之间的逻辑关系，进行自上而下的故障推理演绎，从中找出造成故障的根源。这种方法能够对某故障的发生概率定量分析，并将其形成原因按照逐步细化的方式，分析出各个因素之间的相互关系，以此找出解决故障的突破点。同时这种方法能够让绘制故障树的工作人员发现系统存在的缺陷，并根据推理结果及时改正此错误，提高PLC控制系统整体的稳定性。
利用故障树模型，能够通过推理演绎体现故障传播的层次性以及子、父节点的因果关系，由此反映了诊断对象的功能、结构和行为的因果关系。在这个模型中，诊断得出子、父节点的正向因果链，以及两者的故障源和因果关系。以IF-THEN表示子事件发生，父事件也发生正向因果关系，两者具有相同的表现形式，但在故障树模型中两者概念不一样，有着本质区别。前者以浅知识表示，后者以深知识表示。其中深知识的IF-THEN为广义规则，在这规则中IF代表父事件的正向广义规则，THEN代表子事件的反向广义规则，由于故障树诊断是逆向诊断方式，所以采用反向广义规则进行诊断。
2.4故障诊断专家系统
这个系统包含各领域专家推理知识，利用专家的水平和经验解决系统存在的问题。按照功能类型划分，故障诊断专家系统又可氛围：设计型、规划型、预测型、指导型等。其中知识库、推理机作为其重要组成部分。
知识库具有大量的关于某一领域的定义、事实和理论，有着专家的长期实践经验以及启发性知识。通过知识库，能够对知识进行表示，辨别问题并解决问题。推理机，是运用知识库相关事实和规则，按照特定顺序和标准进行推理，从而得出永续所需要的数据。它的推理机制主要建立在两大推理规则，即假言推理和似然推理。
结论：综合上述，计算机技术、网络技术日益成熟的今天为PLC控制技术的应用和发展带来较大助益。控制网络加强了PLC的故障检查效率，并对其实时状态进行有效监控。因此，要实时监控电气设备的实时运行状态，在故障发生后及时采取综合手段解决，避免设备故障对PLC控制网络的影响。
参考文献：
[1]毛文坡.PLC控制网络的远程电气故障诊断技术要点分析及研究[J].山东工业技术,2017(17):135.
[2]金宁宁,任艳艳.浅谈以PLC控制网络为基础的远程电气故障诊断[J].机电信息,2014(09):96-97.
论文作者:王啸春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
标签：故障论文; 故障诊断论文; 控制系统论文; 系统论文; 信号论文; 规则论文; 程序论文; 《电力设备》2018年第17期论文;