何朝陽

摘要：PLC電機(jī)控制系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外最重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械自動(dòng)化操作基礎(chǔ)，生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化操作管理能否有效運(yùn)行完全取決于PLC系統(tǒng)對(duì)電機(jī)故障的診斷和分析。利用調(diào)制PLC電機(jī)故障診斷控制系統(tǒng)，能夠?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)設(shè)備解決錯(cuò)誤控制的問題以及后期維修給予明確的系統(tǒng)操作指引與方向。

關(guān)鍵詞：PLC；電機(jī)故障；診斷系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM307 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）02-0013-01

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化比人力生產(chǎn)操作更有效率，在生產(chǎn)中逐漸代替了人力操作的作用。所謂的機(jī)械化自動(dòng)設(shè)備，其自動(dòng)機(jī)能都受控于設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，PLC即可編程邏輯控制器就是這樣一種應(yīng)用于電機(jī)設(shè)備控制系統(tǒng)當(dāng)中的控機(jī)基礎(chǔ)，將集計(jì)算機(jī)技術(shù)處理、自動(dòng)化操作以及通信技術(shù)完美融合的現(xiàn)代工業(yè)電機(jī)設(shè)備控制技術(shù)和邏輯控制技術(shù)。相對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)故障診斷需建立在PLC和上位機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，PLC在電機(jī)系統(tǒng)故障診斷中的處理方式還是以發(fā)自按故障信號(hào)之后進(jìn)行處理、將處理后的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)，通過以上保障性操作之后將故障特征的判斷完成，進(jìn)而根據(jù)列出的相關(guān)問題，就專家系統(tǒng)程序給出完善的排除故障的建議。

1 電機(jī)系統(tǒng)基本構(gòu)成原理

PLC電機(jī)系統(tǒng)在操作過程中以上位計(jì)算機(jī)和PLC測(cè)控系統(tǒng)所組成，PLC連接變送器、互感器和電機(jī)組，根據(jù)變送器、互感器的交換比例計(jì)算機(jī)組運(yùn)行量。目前從理論上更受認(rèn)可的識(shí)別管理是在將電機(jī)故障診斷出來的同時(shí)，再對(duì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行排查，將可能存在的故障安全問題進(jìn)行分層次化的管理，并利用層次結(jié)構(gòu)做出故障診斷。需要注意的是要將引起故障的檢測(cè)點(diǎn)錄入PLC程序之中，是在檢測(cè)電機(jī)故障診斷得出結(jié)果的過程中必要的操作。在診斷系統(tǒng)允許的基礎(chǔ)上，檢測(cè)出的故障信息都需寫入PLC控制程序中，繼而通過這些檢測(cè)記錄的程序自動(dòng)完成故障診斷操作。日常診斷故障的方法一般分為兩種，分別是數(shù)據(jù)推理法和診斷模型法，數(shù)據(jù)推理法常常需要在將輸入之后的信號(hào)與之前數(shù)據(jù)庫(kù)存檔信息作出比較，以此判斷電機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)是否存在異常；診斷模型法是將電機(jī)設(shè)備輸入輸出的信號(hào)與信號(hào)之間做比較，通過信號(hào)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)錯(cuò)誤故障方面做出判斷。

2 對(duì)PLC電機(jī)系統(tǒng)故障診斷的分析

電機(jī)故障診斷系統(tǒng)是建立在PLC和上位計(jì)算機(jī)所組成的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，PLC在電機(jī)系統(tǒng)故障診斷中的主要功能是完成對(duì)輸煤設(shè)備故障信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的預(yù)處理以及后續(xù)將信號(hào)轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)并上傳給上位計(jì)算機(jī)。而上位計(jì)算機(jī)在此過程中基于其強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算功能，從專家知識(shí)和知識(shí)存儲(chǔ)庫(kù)當(dāng)中篩選相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，從而完成從故障識(shí)別到找出故障原因的甄別工作。通過人機(jī)界面的有效、合理操作轉(zhuǎn)化出指導(dǎo)答案，將故障點(diǎn)、數(shù)據(jù)信息報(bào)告和故障診斷說明與結(jié)果一一列明，并以此判斷依據(jù)對(duì)操作員提出相應(yīng)排除故障的建議。

3 電機(jī)系統(tǒng)的硬件與軟件故障分析

3.1 硬件故障

在電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)當(dāng)中的硬件要求通常都會(huì)很高，以硬件轉(zhuǎn)動(dòng)部件角度衡量，其中存在著系列的平衡問題，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器和傳動(dòng)輪，而電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡問題，是解決故障的首要問題，亦或當(dāng)有大型機(jī)械部件存在時(shí)，將其所有與電機(jī)轉(zhuǎn)子分開進(jìn)行平衡定量測(cè)試。而后當(dāng)出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)，造成此故障一般是在電機(jī)本身結(jié)構(gòu)或安裝而出現(xiàn)的，在生產(chǎn)中電機(jī)負(fù)載或是電機(jī)相連齒輪軸同樣出現(xiàn)出現(xiàn)相關(guān)故障問題。然后當(dāng)硬件問題轉(zhuǎn)向電氣故障時(shí)，則主要是電機(jī)電磁出現(xiàn)問題，主要體現(xiàn)在電機(jī)電磁機(jī)構(gòu)方面，其中包括電子接線錯(cuò)誤，磁線連接錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)子氣隙不均等相關(guān)問題形成的基本硬件不平衡出現(xiàn)震動(dòng)造成故障。

3.2 軟件故障

在對(duì)模擬量故障做出診斷，需要考慮模擬量模塊在電流變送器傳輸過程中轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式信號(hào)的問題，將其比較信號(hào)數(shù)據(jù)的整定值或是系統(tǒng)記錄的限定值，以此判斷主信號(hào)設(shè)備生產(chǎn)過程是否運(yùn)行正常。而在串行信息方面，上位機(jī)可以及時(shí)與PLC的內(nèi)部寄存器聯(lián)系，讀取各種相關(guān)故障信息。上位機(jī)通過固定程式命令聯(lián)系PLC，準(zhǔn)備執(zhí)行程序讀取PLC內(nèi)部積存位置信息的命令幀，而在PLC收到相關(guān)命令后做出反應(yīng)時(shí)，過程中沒有錯(cuò)誤則反饋回響應(yīng)幀，上位機(jī)就可以通過對(duì)當(dāng)前的信息進(jìn)行讀取分析，以確認(rèn)系統(tǒng)的工作情況，對(duì)于PLC的控制同樣可以采用這些既定的程序操作命令來完成。

4 PLC在故障診斷系統(tǒng)中的作用

故障診斷系統(tǒng)存在于生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行中，是典型的人機(jī)結(jié)構(gòu)。通過對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的匯總以及系統(tǒng)功能進(jìn)行劃分，就目前而言，計(jì)算機(jī)對(duì)故障診斷的檢測(cè)都采用系統(tǒng)智能化的模式，在相應(yīng)工作過程之中完成對(duì)專家知識(shí)、控制指揮以及對(duì)機(jī)電設(shè)備故障信號(hào)的進(jìn)行接收與檢測(cè)。系統(tǒng)信息輸入模塊、處理模塊需要具備相應(yīng)功能，能夠自主完成對(duì)特殊參數(shù)的提取以及控制指令代碼的轉(zhuǎn)換。根據(jù)這些系統(tǒng)的操作命令可以看出，控制模塊作為故障診斷系統(tǒng)的中心，能夠根據(jù)控制指令和專家知識(shí)為指導(dǎo)，完成對(duì)故障特征檢測(cè)和識(shí)別故障原因等工作。因此，系統(tǒng)運(yùn)行控制模塊功能越完善，故障診斷系統(tǒng)的檢測(cè)準(zhǔn)確率越高，在其中通過系統(tǒng)分析判斷得知輸出模塊可以通過聲光報(bào)警設(shè)置與診斷系統(tǒng)的人機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，給出設(shè)備故障點(diǎn)、預(yù)警和給出報(bào)告結(jié)果。

5 結(jié)語

PLC控制器的應(yīng)用廣闊，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)一線多輸?shù)臉?gòu)想，進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)故障診斷，也可根據(jù)系統(tǒng)診斷具體要求豐富和完善其中的系統(tǒng)功能，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行中，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子等系統(tǒng)配件以及設(shè)備工作環(huán)境的改變，PLC控制器都可以對(duì)電機(jī)設(shè)備系統(tǒng)所有的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。

本文依據(jù)國(guó)內(nèi)外的參考文獻(xiàn)以及現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況作為分析基礎(chǔ)，對(duì)于以PLC控制器為代表的系統(tǒng)控制關(guān)口在電機(jī)設(shè)備的遠(yuǎn)程故障診斷的各種基本原理和技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行細(xì)致研究，將PLC對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)的控制作為基礎(chǔ)原理進(jìn)行闡述，繼而從電機(jī)硬件和軟件的角度去分析其中可能的電機(jī)故障情況，同時(shí)對(duì)于PLC在整個(gè)電機(jī)故障診斷系統(tǒng)當(dāng)中起到的作用進(jìn)行說明，總結(jié)以上的經(jīng)驗(yàn)論述成果，希望能夠?qū)﹄姍C(jī)設(shè)備智能診斷故障研究有所幫助。

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