PLC電氣系統(tǒng)中的故障原因與維護(hù)處理技術(shù)分析

山東鋼鐵萊蕪分公司 王富亮

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國逐步邁入工業(yè)強(qiáng)國的行列，工業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。在此大背景下，PLC電氣系統(tǒng)在我國工業(yè)設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，從而有效的提高我國工業(yè)生產(chǎn)效率，推動(dòng)我國工業(yè)自動(dòng)化、智能化發(fā)展[1]。實(shí)際上，PLC電氣系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的核心。因此一旦PLC電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)給工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。尤其是在PLC電氣系統(tǒng)應(yīng)用廣泛的今天，如何能夠快速處理、排除PLC電氣系統(tǒng)中的故障，是推動(dòng)我國工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的關(guān)鍵。

一、簡要概述PLC電氣系統(tǒng)

PLC也就是可編程邏輯控制器，主要是為了解決在工業(yè)生產(chǎn)過程中由于需要處理的工作量比較大而發(fā)明出來的加快工作效率的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和控制器。尤其在現(xiàn)階段的大規(guī)模生產(chǎn)過程中，PLC既能夠提供自由化數(shù)據(jù)，又能夠進(jìn)行穩(wěn)定變量的設(shè)備在行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，行業(yè)對于PLC也更加趨向精細(xì)化，并且衍生出多種能夠支持不同操作進(jìn)程和技術(shù)操作的機(jī)械設(shè)備，一些能夠?qū)LC進(jìn)行調(diào)整的配件也逐漸進(jìn)入市場[2]。實(shí)際上，PLC機(jī)械設(shè)備不僅能夠控制數(shù)據(jù)進(jìn)程，而且其能夠適用于各種型號的設(shè)備當(dāng)中，也可以將企業(yè)管理人員研究得到的技術(shù)生產(chǎn)變量數(shù)據(jù)等融入設(shè)備當(dāng)中。在PLC系統(tǒng)應(yīng)用過程中，生產(chǎn)監(jiān)督或者操作人員不再需要靠近生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，而是通過前期輸入的數(shù)據(jù)和變量數(shù)據(jù)對某一區(qū)域的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，與過去相比失誤率大大下降，操作人員的安全程度也得到提升。

二、PLC電氣系統(tǒng)中的故障原因分析

PLC系統(tǒng)之所以能夠進(jìn)行大規(guī)模統(tǒng)一處理，是因?yàn)樵赑LC操作系統(tǒng)內(nèi)均是由超高科技電子核心裝置完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)計(jì)算并分配相關(guān)任務(wù)，因此從這方面來看PLC系統(tǒng)的操作具有前瞻性和現(xiàn)代化特點(diǎn)。同時(shí)還需要注意的是PLC電氣系統(tǒng)的操作核心在于“電氣”，其數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)計(jì)算等程序操作均需要在電力系統(tǒng)的支持下進(jìn)行，一旦電力系統(tǒng)不能提供相應(yīng)電源或者供電系統(tǒng)不穩(wěn)定時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致PLC系統(tǒng)的計(jì)算失誤或者操作不當(dāng)。為了降低由于電力系統(tǒng)造成的操作失誤問題，最大程度降低經(jīng)濟(jì)損失，就需要相關(guān)生產(chǎn)監(jiān)管人員及時(shí)對電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在問題就需要及時(shí)進(jìn)行搶修[3]。

（一）信息傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)問題

信息傳輸系統(tǒng)是PLC系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心，這是由于能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一收集、處理和整合是后續(xù)操作的基礎(chǔ)。而信息處理分析過程就是對所收集的信息進(jìn)行整理并將整合后的信息傳輸?shù)叫畔⑻幚砜傁到y(tǒng)內(nèi)，也就是各子系統(tǒng)內(nèi)收集各部分生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變量信息通過信息傳輸途徑，傳送到信息處理總站內(nèi)[4]。在此過程中，各子系統(tǒng)信息分部與信息總站之間的橋梁和關(guān)鍵就是信息傳輸系統(tǒng)，而且信息在傳輸過程中格外依賴電力系統(tǒng)推動(dòng)信息的快速傳遞，但是由于信息傳輸系統(tǒng)內(nèi)不具備相應(yīng)的儲(chǔ)存功能，因此一旦在傳輸過程中電力系統(tǒng)不穩(wěn)定或者出現(xiàn)斷電情況，就會(huì)導(dǎo)致信息丟失，而到達(dá)信息總站的數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)不完整的情況。同時(shí)信息總站進(jìn)行信息任務(wù)分配也會(huì)由于電力中斷而出現(xiàn)斷層情況，導(dǎo)致正在執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)混亂情況，影響生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行。除此之外，由于機(jī)電站設(shè)備儀器而造成的外界損壞也會(huì)造成PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，因此監(jiān)管人員需要格外注意機(jī)電站設(shè)備和零部件問題，定期進(jìn)行維修和檢查[5]。

（二）傳感器出現(xiàn)故障

PLC電氣系統(tǒng)主要是為了代替人工操作而被發(fā)明出來，其最主要的工作內(nèi)容就是將前期工作人員輸入的數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行執(zhí)行應(yīng)用，同時(shí)根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)信息監(jiān)控機(jī)械設(shè)備在使用過程中是否存在異常情況，并將超出異常情況的數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)總部。而在此過程中，識別儀器設(shè)備是否正常工作的主要監(jiān)控儀器就是傳感器，其能夠?qū)C(jī)械設(shè)備回傳后的數(shù)據(jù)在一定誤差范圍內(nèi)進(jìn)行識別。由此可見，一旦傳感器出現(xiàn)判斷失誤，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的信息傳遞和數(shù)據(jù)診斷程序接連失控。因此在生產(chǎn)過程中如果出現(xiàn)由于外界原因?qū)е孪到y(tǒng)指令被切斷的情況，檢測人員就需要首先考慮傳感器的問題[6]。

（三）輸出信息的故障

數(shù)據(jù)的回傳是PLC電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身控制功能的最關(guān)鍵和最重要的一步，也是體現(xiàn)PLC電氣系統(tǒng)智能化特點(diǎn)的一步。數(shù)據(jù)回傳主要是指將前期編程并執(zhí)行后的數(shù)據(jù)傳遞給信息處理中心進(jìn)行排查處理，最后將處理完成后的信息數(shù)據(jù)傳遞給執(zhí)行指令操作的指定部分[7]。在此過程中信息只能傳遞給指定部分而不能被分配給其他任務(wù)執(zhí)行區(qū)域，否則就會(huì)導(dǎo)致信息控制中心出現(xiàn)混亂。就實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)而言，這種故障并不經(jīng)常出現(xiàn)。一旦在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)操作混亂但是控制器部分并沒有出現(xiàn)操作失誤，就極有可能是由于數(shù)據(jù)信息傳輸部分出現(xiàn)問題。

（四）PLC儀表顯示出現(xiàn)故障

由上可知，控制器是PLC電氣系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵部分，為了使得系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)更加明顯，尤其是能夠隨時(shí)查看控制器的部分，就需要根據(jù)PLC電氣系統(tǒng)具體應(yīng)用配備相應(yīng)顯示儀表[8]。該儀表的主要工作內(nèi)容是，整體運(yùn)作停止，該部分儀表數(shù)據(jù)也會(huì)停止，由此可以看出該部分出現(xiàn)運(yùn)行障礙，因此觀察儀表表盤數(shù)據(jù)情況是檢查人員檢查系統(tǒng)故障的一種常見方式。但是儀表數(shù)據(jù)有時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)的原因并不一定是由于系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，而是由于外力撞擊或者支撐電路運(yùn)行的不穩(wěn)定等情況而導(dǎo)致數(shù)據(jù)顯示失誤，在此情況下檢查人員不需要對儀表進(jìn)行反復(fù)檢查，從而避免檢查造成的損壞。

三、PLC電氣系統(tǒng)故障處理技術(shù)

PLC電氣系統(tǒng)的故障處理技術(shù)首先需要技術(shù)處理人員能夠?qū)Τ霈F(xiàn)故障的部分進(jìn)行檢查和判斷，其次根據(jù)出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行針對性的處理分析，最后對出現(xiàn)故障的部分進(jìn)行記錄并多次檢查，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

（一）根據(jù)動(dòng)作順序維修處理

根據(jù)動(dòng)作順序進(jìn)行維修是指，一旦系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)障礙，首先需要觀察出現(xiàn)故障的部分，其次對各部分以及相鄰部分進(jìn)行詳細(xì)分析，最后開展故障處理和維護(hù)。在此過程中需要注意，如果某一部分的數(shù)據(jù)或者動(dòng)作出現(xiàn)異常，極有可能是該部分存在故障，需要進(jìn)行維修[9]。同時(shí)進(jìn)行維修時(shí)，還需要將該部分的相鄰位置一起進(jìn)行維修。

（二）根據(jù)PLC梯形圖形開展故障維修處理

PLC梯形圖形是進(jìn)行PLC系統(tǒng)故障處理的常用手段。PLC梯形圖形能夠顯示PLC系統(tǒng)的控制處理程序、工作執(zhí)行程序等相關(guān)重要信息，一旦PLC系統(tǒng)內(nèi)某部分出現(xiàn)故障，在PLC梯形圖形就會(huì)極為明顯的顯示出來，而檢查人員根據(jù)PLC梯形圖形就能夠得知系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障的位置和原因，從而加快故障處理效率。此外，現(xiàn)階段的PLC動(dòng)態(tài)跟蹤信息能夠?qū)LC電氣系統(tǒng)工作情況詳細(xì)記錄下來，結(jié)合PLC梯形圖形能夠?qū)x器設(shè)備正常工作的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對比，從而詳細(xì)了解儀器設(shè)備出現(xiàn)故障的位置和原因，便于提高故障處理的有效性，延長儀器設(shè)備的使用壽命[10]。

（三）根據(jù)報(bào)警信號進(jìn)行維護(hù)檢修

在PLC電氣系統(tǒng)內(nèi)配備有相應(yīng)數(shù)據(jù)報(bào)警系統(tǒng)，一旦PLC電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常情況，該部分報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)被激活并且啟動(dòng)報(bào)警提示。同時(shí)利用自檢技術(shù)能夠自行檢查出系統(tǒng)內(nèi)的故障情況和位置，并將這些信息發(fā)送給相應(yīng)檢修人員，提醒其進(jìn)行維修。維修人員收到相應(yīng)的維修提示之后，需要結(jié)合自檢技術(shù)提供的信息準(zhǔn)確對該部分進(jìn)行判斷，并且對出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行檢查和記錄，便于后期進(jìn)行檢驗(yàn)總結(jié)和分析。根據(jù)自檢的報(bào)警提示信號進(jìn)行維修是現(xiàn)階段的發(fā)展比較成熟的智能化檢修技術(shù)，一方面能夠降低故障發(fā)生的概率。另一方面也能夠及時(shí)提示檢修人員進(jìn)行維修。

四、結(jié)束語

由此可見，PLC電氣系統(tǒng)直接影響工廠內(nèi)電氣設(shè)備的整體運(yùn)行，為了避免系統(tǒng)障礙給工業(yè)生產(chǎn)造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失，需要及時(shí)對PLC電氣系統(tǒng)內(nèi)的故障進(jìn)行分析、排除和處理，從而盡可能降低損失。同時(shí)在分析、排查系統(tǒng)障礙時(shí)，需要準(zhǔn)確把握系統(tǒng)運(yùn)行的順序和流程，盡快進(jìn)行故障處理。工作人員還需要總結(jié)分析進(jìn)行故障處理的工作經(jīng)驗(yàn)和方法，加快處理效率。

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