浅析PLC控制网络的远程电气工程故障诊断

学术论文綦帅 2017-11-13 09:54:21
    伴随着科技的进步,微电子技术和计算机网络技术逐渐深入到人们生产生活的各个角落,而其中的PLC技术作为一种重要的控制技术,以其应用灵活和可行而逐渐在工业生产中获得良好的应用,加上可编程控制器的操作简便性,能够通过模拟对设备运行过程中存在的问题进行诊断分析,从而更加准确地了解设备运行中存在的问题,通过这种方法能够很好地避免数据错误而导致的检测准确性不足。
    1 PLC定义
    PLC设备,是一种可编程序的控制器,能够应用在工业环境中,从而为工业生产提供一种专门的数字运算操作电子系统。这种编程器能够将存储器存储在内部存储程序中,然后通过内部变成执行对应的顺序控制和定时等功能,此外还可以通过模拟等控制信号对用户的命令进行执行。对于PLC控制网络设备,其体积较小,在工业生产中的应用非常灵活,加上编程语言较为丰富,能够应用在各种自动化控制装置中,其在恶劣环境中的适应性较强,因此能够被广泛应用在工业生产中。
    2 远程控制故障诊断技术中存在的问题
    对于网络通信技术,其在工业远程故障诊断中的应用具有非常重要的作用,通过这一设备能够对工业生产中存在的不安定因素进行准确分析,从而掌握设备运行故障并对其进行及时修复处理。在当前的远程控制诊断系统中,其结构较为复杂,加上工业生产范围较大,远程控制的距离分布非常广,加上局域网络的限制,导致其很难选择同一种网络编程对设备运行进行检测,且检测数据无法进行及时处理,这对工业生产控制来说是一项极难解决的问题。而对于远程控制故障诊断技术,系统采用的是一种公共网络传输数据包,虽然在数据传输过程中受到的限制较少,但由于其开放性较大,导致运行数据很可能被窃听或者篡改,从而导致远程故障诊断控制出现漏洞和失误,严重的可能会导致工业生产出现安全事故,因此,如何提高远程故障诊断技术的安全性是非常重要的。此外,网络通信系统和无线网络通信过程中的无线电信号还会遭受到网络黑客的袭击,加上移动站和网络控制中心之间的连接采用的是非物理连接,这使得无线电信号被窃取后非常容易使信息失真,这种情况使得工业生产的安全性受到较大威胁,一些不法分子甚至通过这些漏洞将企业信息泄露,影响企业的正常运行。
    3 远程电气工程故障诊断的方法
    3.1 故障诊断专家系统诊断法
    故障诊断专家系统是利用某个领域一些专家的专业知识和推断能力,模拟故障,并解决问题的人工智能软件系统。根据模拟内容和功能的不同,分为多种类型:设计型、预测型、控制型、指导型、维修型、监督型、规划型、诊断型、调试型等,其中规划型是最常用的系统。规划型的故障诊断专家系统主要由五大部分组成:知识储备仓、知识转化程序、推理分析仪、人机接口、综合数据库,5个部分相辅相成,紧密相关。知识储备是专家系统的核心,具备充足的专业知识和有关领域的定义,包含有专家丰富的诊断经验和大量的事实理论,如此,才能对系统进行精确地故障定位。知识转化程序是工程师将从特定领域专家那里获取的模糊的、不确定的甚至不兼容的知识进行概念化处理,以组建结构化的知识体系。推理分析仪是根据已有的数据和要求,结合知识储备仓的理论和事实,按顺序进行可控的推理,进而得出想要的数据。人机接口是进行数据交换的软件,可以实现普通用户和专家系统间的对接,转化系统内外的数据形式,以表格或者语言表达出来,供工作人员识别和参考。综合数据库是对系统运行中所产生的信息以及原获取信息进行保存处理。故障诊断专家系统诊断法能够有效地诊断和模拟远程电气工程中的故障,有效地解决故障问题。
    3.2 数字信息故障诊断法
    数字信息故障诊断法分为3种形式。第一种是超时限故障诊断法,具体内容是给仪器移动的每一个步骤设置限定的时间,设备在进行每一个步骤时,会触发时间启动器,如果定时器超过设定的时间,程序未进入下一个动作,就会启动故障程序,发出报警信号,强行停止设备的工作程序。第二种是模拟信号的故障诊断法,PLC的故障诊断原理与数字量的分析与诊断非常相似,PLC的存储器先扫描输入端的模拟信号温度和压力,通过数字转换器,转换为数学变量,然后存储在PLC的存储区。做好以上准备工作后,模拟信号的故障诊断是对实际输入的数量与系统限制的数量进行一一比较,超出范围内的数据就会导致系统停止工作,先进行故障分析,排除危险因素后,机器才得以再次正常的工作。第三种是逻辑错误检测法,电子控制系统中的中间存储器需要对输入信号进行逻辑处理,这样信号才能够被传达到输入端,如果期间发生故障会使逻辑系统发生混乱,从而影响设备的正常运行,容易引起安全事故,所以在对输入信号进行逻辑处理这一过程中,要做好故障预防工作,预先设置应对故障发生的程序,一旦发生故障,便会引发报警系统,在得到工作人员的及时处理后,机器方能再次正常工作。
    3.3 PLC故障诊断系统的总体设计方案
    采用PLC进行网络控制的故障诊断系统,是利用在电气设备上安装监测点对线路信息进行采集,并连接计算机,实现对电气设备的安全控制,能够查询到故障出现的部位、了解故障的性质和发生的原因,并能提出相应的解决对策。PLC控制系统通过数字量的输入模块实现对数据的识别,设备中的开关量信号与输入模块中的输入端子相通,之后将状态值读入到暂存区域。PLC的故障诊断过程可以分为3个步骤:第一步是检测设备状态的信號,第二步是从检测到的信号中获取可能的故障信息,第三步是根据获得的信息,结合其他的故障经验,用合适的方式来判断电气设备的状态,确定设备能否正常运行。
    4 结语
    经济社会的快速发展使得工业面临着技术提升、设备更新的挑战。工业控制必须朝着自动化、连续化、高效化的方向发展,才能立于不败之地。电气设备的正常安全运行是工作人员人身健康得以保障的基础,现场设备若顺应时代的发展,必须能够实现远程控制和故障诊断。远程控制诊断技术是一个跨越多学科的新型技术,包含最前沿的科学理论和技术,在现代社会得到了广泛应用。基于PLC远程控制网络的电气设备故障诊断技术可以实现对设备的实时检测,提高设备故障的诊断效率,及时发现问题,采取综合的手段解决问题,最终推进电气工程事业的发展。
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参考文献
[1]陈健.PLC控制网络的远程电气故障诊断探析[J].科技创业家,2014(3):101-102.
[2]戴月.PLC控制网络的远程电气故障诊断[J].网络通信,2014(20):130.
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