摘要：利用PLC內(nèi)部富余資源，實(shí)現(xiàn)對PLC外部輸入控制電器的短路和開路故障檢測。探討了設(shè)計(jì)思路，給出了實(shí)際控制電器短路和開路故障的檢測梯形圖。 關(guān)鍵詞：控制電器；短路；開路；梯形圖；檢測 一、引言 可編程序控制器（PLC）突出的特點(diǎn)是可靠性高，在以PLC為主組成的PLC控制系統(tǒng)中絕大部分故障來自外部控制電器，如由按鈕，行程開關(guān)等的損壞所引起。控制電器的故障分為兩類：一類是控制電器的觸點(diǎn)產(chǎn)生氧化膜，使觸點(diǎn)無法閉合而產(chǎn)生開路故障；另一類是控制電器觸點(diǎn)熔合而產(chǎn)生短路故障。這都將影響PLC控制系統(tǒng)的正常工作。為能快速準(zhǔn)確地對PLC控制系統(tǒng)中控制電器的故障進(jìn)行檢測，探討利用PLC內(nèi)部富余的器件對PLC輸入控制電器的開路與短路故障進(jìn)行自動診斷，以便及時(shí)排除故障，保證PLC控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 二、輸入控制電器短路故障的檢測 1、短路故障的分析與設(shè)計(jì) 為檢測出某控制電器的短路故障，可在梯形圖有關(guān)的步序段中串聯(lián)上被檢測電器的常開點(diǎn)，當(dāng)該電器常開點(diǎn)變?yōu)殚]合即出現(xiàn)短路故障時(shí)，則立即接通輸出繼電器，此繼電器為PLC輔助繼電器，使有關(guān)的輸出設(shè)備停止工作，并使故障指示燈亮，以使操作人員迅速發(fā)現(xiàn)故障并判斷出原因。為避免在步序轉(zhuǎn)換瞬間有些被檢測電器的常開點(diǎn)閉合，致使故障指示出現(xiàn)短暫的錯誤，可根據(jù)需要設(shè)置若干個定時(shí)器，使步轉(zhuǎn)換時(shí)間相同且有間隔的步共用一個定時(shí)器。定時(shí)器的常開點(diǎn)串聯(lián)在相應(yīng)的步序段中，時(shí)間設(shè)定值略大于步轉(zhuǎn)換時(shí)間，這樣就不會出現(xiàn)錯誤的故障指示。若在每一步序段中設(shè)置一個由PLC內(nèi)部輔助繼電器組成的步序狀態(tài)指示器，將指示器的常開點(diǎn)與上述定時(shí)器的常開點(diǎn)和故障輸出繼電器串聯(lián)起來，就可實(shí)現(xiàn)利用步序狀態(tài)指示器對該步進(jìn)行故障檢測。只有系統(tǒng)運(yùn)行到該步才能檢測出有關(guān)的故障電器。 PLC控制系統(tǒng)的輸入控制電器可能多達(dá)幾十甚至上百個，即系統(tǒng)有幾十甚至上百個步序段，而狀態(tài)寄存器的觸點(diǎn)只能使用一次。若按步序指令編制程序，為檢測故障就需另選內(nèi)部輔助繼電器作為狀態(tài)指示器。這樣不僅占用了大量輔助繼電器，而且使梯形圖相當(dāng)復(fù)雜。在這種情形之下，采用移位寄存器的編程方法來編制程序比較理想。這樣不僅可以利用移位寄存器對眾多步序段系統(tǒng)進(jìn)行控制，而且可利用PLC內(nèi)部豐富的輔助繼電器作為步序狀態(tài)指示器，從而實(shí)現(xiàn)對眾多輸入控制電器的故障檢測。 2、故障檢測的選擇 假若在每一步序段對所有的輸入控制電器全部進(jìn)行檢測，這將使梯形圖非常繁雜。經(jīng)分析和實(shí)際運(yùn)用證明，不需要在每步序段對所有輸入控制電器進(jìn)行短路檢測，只要在某步序段檢測一個有關(guān)的輸入電器即可。一般選取每一步序段中LD指令的控制電器，即開始某段程序的控制電器。 三、輸入控制電器開路故障的檢測 1、開路故障的分析與設(shè)計(jì) 在PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的狀態(tài)下，每一步序都有一定的時(shí)間間隔。若輸入控制電器出現(xiàn)了開路故障，則系統(tǒng)將無法轉(zhuǎn)入下一步的工作而停頓。故必須檢測出控制電器的開路故障。要檢測開路故障只要將有關(guān)步序的步序狀態(tài)指示器的常開點(diǎn)和下一步步序狀態(tài)指示器常閉點(diǎn)及定時(shí)器的線圈串聯(lián)起來，在該步序段開始時(shí)立即定時(shí)，當(dāng)該步序段結(jié)束并轉(zhuǎn)入下一步后使定時(shí)器復(fù)位。若系統(tǒng)在定時(shí)器設(shè)定時(shí)間內(nèi)結(jié)束該步，定時(shí)時(shí)間到，則其常開點(diǎn)閉合，指示出故障信號。定時(shí)器的定時(shí)值的選取需要注意以下兩點(diǎn)：一是保證系統(tǒng)迅速檢測出開路故障；二是準(zhǔn)確的定時(shí)時(shí)間（即步進(jìn)時(shí)間）需要現(xiàn)場調(diào)試確定。 2、故障檢測的選擇 對大量輸入控制電器進(jìn)行開路檢測必將占用較多的定時(shí)器，而PLC內(nèi)部定時(shí)器數(shù)量有限，故對控制電器的檢測可作如下處理： （1）對于步序時(shí)間相同且有間隔的步可共用一個定時(shí)器。 （2）開路故障檢測選取某步序段前OUT的控制電器。 （3）選擇故障率高的控制電器進(jìn)行檢測。 四、故障檢測的設(shè)計(jì) 1、瓶簽檢測系統(tǒng) 瓶簽檢測系統(tǒng)如圖1所示。 系統(tǒng)中有光電開關(guān)0001和0002檢查傳送帶上的瓶子。若檢測到無標(biāo)簽的瓶子則0001通，這時(shí)系統(tǒng)控制一個機(jī)械手從A傳送帶拿開并放到B傳送帶上。當(dāng)機(jī)械手回到始位后，機(jī)械手原始位置0004檢測接通，同時(shí)系統(tǒng)還對無標(biāo)簽的瓶子進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)報(bào)警燈亮。 2、控制系統(tǒng)梯形圖 設(shè)計(jì)出C系列PLC控制系統(tǒng)梯形圖如圖2所示。 3、控制電器開路故障檢測 需要檢測的控制電器有光電開關(guān)0001和0002，停止按鈕0003和機(jī)械手原始位置檢測0004。根據(jù)上述思路設(shè)計(jì)出輸入控制電器的開路故障檢測梯形圖，如圖3所示。 4、控制電器短路故障檢測 需要檢測的控制電器與開路時(shí)相同。設(shè)計(jì)出控制電器短路故障檢測梯形圖，如圖4所示。 5、幾點(diǎn)說明 （1）鑒于瓶簽檢測系統(tǒng)輸出點(diǎn)較少，PLC內(nèi)部剩余了較多輸出點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)中使用較為簡單的方法實(shí)現(xiàn)對控制電器的故 障檢測，各個被檢測電器的每種故障由一個獨(dú)立輸出點(diǎn)予以顯示，使故障的顯示一一對應(yīng)，清晰明了。 （2）若控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，輸入控制電器和輸出設(shè)備較多，使輸出點(diǎn)數(shù)富余較少時(shí)，為減少故障顯示所占用的輸出點(diǎn)數(shù)，需加入狀態(tài)指示器，可采用8421碼來分配故障顯示燈（輸出點(diǎn)對應(yīng)的指示燈），而程序作相應(yīng)的調(diào)整就可以了。 五、結(jié)束語 PLC的內(nèi)部資源如輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器等，一般情形之下均未被完全利用，所以可利用這些內(nèi)部富余的電器對PLC外部的輸入控制電器進(jìn)行故障自動檢測。該檢測無需任何外部元器件和經(jīng)費(fèi)就可實(shí)現(xiàn)。這對于保證PLC控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義。