1引言

近年來,隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展,PLC(PLC英文全稱ProgrammableLogicController,中文全稱為可編程邏輯)不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯,還增加了運算、數據傳送和處理的功能,真正成為一種計算機工業控製裝置[2]。PLC作為一個新興的工業控製器,以其體積小,功能齊全,價格低廉,可靠性高等方麵具有獨特的優點,在各個領域獲得了廣泛應用,並且在許多工業領域取得了良好的經濟效益和社會效益。但人們在應用PLC時隻注重其控製功能,而忽略了其在故障診斷係統中的應用。本係統以化肥包裝線為例介紹PLC在其故障診斷方麵的應用。

2進行故障診斷的基本思路

可編程控製器PLC內部一般都有上百個輔助繼電器。在PLC控製係統中,有許多輔助繼電器未被利用,可以用它來完成故障的邏輯診斷任務。在包裝流水線中,需要檢測的故障有十幾種,故障檢測信號都是開關量信號。PLC將各個故障信號集中,轉化為規定的二進製數,以最少的輸出點輸出故障信息,由微型機顯示和打印。微機存貯代表不同故障內容的二進製信息,就可以實現故障識別。

一般化肥包裝流水線包括夾袋、稱重、下料、放袋、運輸和縫袋等。為了能及時發現和排除故障,需要對故障的性質和位置進行實時判斷[1]。本係統采用日本三菱公司的F係列PLC機對流水線進行控製,並進行故障診斷。

由於直接采用可編程控製器PLC內部輔助繼電器,其結構簡單,成本低,維護方便,這是該係統的優勢之處。

3故障診斷流程分析

PLC對多個故障的診斷是利用PLC機內的移位寄存器來實現的[4]。PLC內部移位寄存器一般是16位,現設計為檢測16種故障。所用這組移位寄存器中,無論何時隻能有一個繼電器導通,在100ms時鍾脈衝的控製下,移位寄存器中的狀態/10進行循環移位。此時,PLC經過對輸入的每個故障檢測信號進行邏輯判斷,滿足故障條件時,對應的輸入繼電器信號有效,當移位寄存器中的狀態/10移到該故障對應的繼電器時(相當於一個開關),即輸出規定的二進製數,移位寄存器就停止移位。在延時規定的時間後(按需要而定),該故障診斷完畢,二進製信號送往微型機處理,重要故障由PLC進行聲光報警。同時,移位寄存器繼續移位,對其他故障繼續進行檢測。

4故障診斷梯形圖分析

Y433~Y437是五位二進製故障信息輸出中。PLC啟動前,移位寄存器處於零狀態。PLC啟動後,運行監視脈衝M70導通,移位寄存器中,M220的狀態為/10,100ms時鍾M72使/10狀態每隔100ms向後移一位,移完16次,M220又變為/10狀態,第二次循環移位開始[3]。自始至終,移位寄存器中,隻有一個繼電器的狀態是/10。故障診斷原理:,X3是夾袋器的故障輸入,如果發生這種故障,X3接通,使M310導通,此時,如果移位寄存器中的/10狀態移到M220中,則M170動作,使M177導通,移位寄存器停止移位,M311置位,輸出繼電器Y433導通,由於故障診斷邏輯的設置不同,使得Y434~Y437都沒有輸出。另外,此次PLC輸出給微機的故障代號是10000,代表夾袋器故障,延時(設為3S)後,T450動作,M177斷開,Y433為/00,這個故障診斷完畢,移位寄存器繼續移位,進行檢測。故障信號在延時時間內輸出,由微型機顯示和打印,也可在這時間內排除簡單故障。M311置位是為了反映本故障後還能反映其他故障,本故障排除之前不會得到反映,直到M311複位之後。其他故障的診斷原理與上述相似。采用五位二進製數,對於八位微型機,輸入控製字還有3位是空的。如果車間有8條以內的流水線,可以用這三位二進製數來判斷是哪條流水線發生的故障。如果控製係統需要監測的故障多於16個,可用兩組移位寄存器來實現。第一組移位寄存器移完16次後,啟動第二組進行移位,移完16次後,又啟動第一組,如此反複進行,有如一個32位的移位寄存器。每一組移完後,其中的狀態/10總保持在第一個繼電器中,每組的第一位不用因此,故障信號隻能達到30個。由兩個計數器控製M100的通斷,使兩組移位寄存器循環移位。啟動PLC,移位寄存器M220~M237每100ms移位一次,計數器C60也計數一次,16次後,M220處於/10態,同時,C60觸點動作,M150脈衝使M100導通,C60複位,移位寄存器M240~M257開始移位,而M220~M237停止移位。第二組移16次後,M240處於/10,C61導通,M100斷開,C61複位,第一組又開始移位,循環進行。

繼電器轉換會出現抖動現象,產生幹擾。因此,通過4次檢測才確認信號,避免出錯。滿足故障條件後,M120導通,M72時鍾脈衝連續檢測該故障4次,C550動作,故障信號M100輸出給故障診斷程序。

5結束語

本係統應用於化肥包裝自動生產線中,作為機器的故障診斷係統,運行情況良好,可靠性高,提高了化肥包裝生產線的效率和使用壽命,減去了複雜的維修環節,具有較大的應用價值。