李敏李大成
（佛山职业技术学院，广东佛山528137）
摘要：随着计算机技术、通信技术、控制技术和传感器技术在我国的飞速发展，可编程逻辑控制器（简称PLC）等技术逐渐成为了工业生产自动化控制的核心，其广泛应用也为我国工业生产可靠性与通用性的提升提供了有力保障。现针对PLC技术在机电设备领域的自动化控制应用，在分析故障诊断系统整体结构的基础上，对PLC技术的故障检测与追踪方式进行简要概述，并就其在故障信息获取和处理过程中的应用进行分析。
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关键词 ：自动化控制；PLC技术；故障诊断
基金项目：佛山市工业产品精密检测科研基础平台，项目编号：2013AG10010
0引言
在我国的工业生产过程中，工厂使用的各种自动化控制设备不仅应用于控制系统设备的运行状态，还可以保障设备耦合协调稳定地运行。PLC可以进行模拟信号与数字指令之间的转换，对机械设备的控制范围也进一步拓宽，并且还能够高效率地诊断与分析出系统中设备的故障，有力地保障了机械工业生产系统的稳定运行。
1机械故障诊断系统的设计
1.1故障诊断系统介绍
我国目前的工业生产流程大部分都应用了计算机技术和集成控制系统，这样就使机械设备具备了一定的智能性和自动性。特别是在工厂的快速生产流水线上，工业设备应当实现高程度的自动化，这就要求设备的控制系统可以及时准确地诊断出设备故障。基于PLC技术的机械故障诊断系统是以元系统为重要基础的，而收集设备的故障信号主要是由外部扩展接口和加工设备来完成。基于PLC的故障诊断系统包括故障查询子系统和知识库管理系统等模块，故障查询子系统可以给设备故障诊断提供有用快捷的故障处理参考，并且能够很好地指导机械生产设备故障的排除工作，而知识库管理系统能够为机械工业系统和设备运行数据的诊断提供一些有效的数据参考。
1.2故障诊断系统的实现
在基于PLC技术的故障诊断系统内部，设置有Delphy、C++和VisualBasic等多种软件程序，这些程序可以综合处理数字信号和模拟信号等多种类型的信号。在机械故障诊断系统中，借助Windows系列系统下的Excel数据处理软件和Access数据库管理系统可以对数据内容进行整合处理，并结合C++程序编辑完成系统数据内容的快速录入与处理，进而实现PLC逻辑控制器对机械系统故障的高效诊断。
应用该系统时，利用VisualBasic计算机语言可以有效地实现程序编译的直观化，而通过不同组件的窗口相互配合，不仅可以进一步优化故障处理系统的屏幕控制，也能够加快故障处理程序的编译，得到的结果是使故障诊断系统更具高效性和针对性。在工业控制中应用多类型的编译系统，基于PLC技术的故障诊断系统能够有效地避免编写繁冗监测程序，提升程序的灵活性，带来多样化的故障处理手段，这都为人与设备之间的交互创造了有利前提。
2分析实现故障诊断的过程
2.1获取系统故障信息
在实际工业生产中，为了保证系统故障处理的针对性，对信息的获取进行诊断是十分必要的。在机械工业的实际生产流程中，不同的工业系统和与其相对应的设备有着非常复杂的耦合关系，这就导致了设备故障发生时存在连带性。因此，为了保证准确获取系统故障信息，就要求PLC能不断调整与优化系统故障信息的获取流程。而为了保证PLC能够全面获取故障信息，首先就要确定工业生产过程中产品的生产信息流向。比如在工业生产加工流程中，主控PLC要对机械加工机床在加工过程中不同的加工状态进行全面的信息记录，然后分析系统数据的异常，并针对故障进行有效的处理。假如设备故障比较严重，PLC就会向机床操作人员发出警报，由操作人员或运行维修人员完成系统故障的处理。
2.2分析系统故障信息
基于PLC技术的故障诊断系统在诊断工业生产中的系统故障时，可以借助PLC对故障起因和影响进行快速、全面、有效的检测与追踪，这就给故障处理提供了准确的导向。在基于PLC技术的故障诊断系统的直接故障检测过程中，PLC逻辑控制器工作的内容是有效判断出设备感应器件之间的矛盾逻辑，进而检测出系统是否出现了设备故障。比如在检测开关器件时，常开触点和常闭触点会在机械系统运行指令的作用下连续发出不同的反馈信号，而这些反馈信号再作用于系统信号灯发出的对应的时序信号，通过对两个触点所反馈的信号进行准确的逻辑对比分析，PLC就能够判断出开关器件是处于安全还是故障状态。故障判断过程的主要依据是机械设备的运作状态与控制程序内容之间的关系，即通过分析逻辑控制程序处于何种状态及其与设备实际运行状态是否一致，来判断机械设备是否有故障。
2.3处理系统故障信息
PLC控制程序会标识定义各类型首发故障，进行必要的逻辑信号分析，并为故障的有效处理做好准备，而对于以后接连出现的机械设备故障，会在下一个运转周期中进行复位处理，而且能够做到重新排列故障处理的先后顺序，这样就保证了对工业系统和机械设备首发故障处理的高效性。
3硬件和软件应用
在机械故障诊断系统中，硬件系统和软件设计有着非常重要的作用。硬件系统的有效连接是通过工控机与通讯控制板来实现的，在通讯协议书的严格限定下，工控机与通讯控制板实现了准确交互。工控机利用计算机数据处理技术对接收到的数据信息进行分析与处理。
在软件设计中，Windows操作系统为相关软件的稳定运作提供了良好的基础，其中最为常见的就是PLC通讯类型的软件。相对于硬件系统的构成来说，软件系统的编译更加复杂，而且会随着系统数据内容的持续更新需要定期更新与维护。
4结语
我国工业自动化的飞速发展、多样化的工业生产内容和形式已经使基于PLC技术的机械故障诊断系统逐渐呈现出了多样化的快速发展趋势。该系统对于机械设备及工业生产系统的故障分析和诊断与信息的全面获取有着密切的联系，因此系统的信息通讯十分重要。在模拟信号和数字信号传输过程中，基于PLC的机械故障诊断系统通过与各生产设备之间的密切协调，不仅有效保障了各个设备运行的稳定性，而且确保了设备故障的及时处理与排除。
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收稿日期：2015?07?02
作者简介：李敏（1982—），男，广东梅州人，工程师，研究方向：机械设计制造。
