信号对比法在自动包装线故障处理中的应用
吉宁
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吉宁,. 信号对比法在自动包装线故障处理中的应用[J]. 信号处理与图像分析,2021.6. DOI:10.12721/ccn.2021.157053.
摘要: PLC就是可编程序控制器。通过在PLC内编制程序,一台PLC可以接受很多输入信号,通过内部程序编制的逻辑关系,去控制现场几台、几十台设备的运行。PLC运行后,应该运行或动作设备如果没有按照预期的逻辑关系工作,这种状态,我们一般称之为PLC故障。现场处理自动包装线PLC故障的方法很多。本文通过对PLC输入输出信号进行对比,阐述了现场处理自动包装线PLC故障的一种思路,总结得出自动包装线现场处理故障的一种方法。
关键词: PLC;信号对比法;自动包装线;故障处理
DOI:10.12721/ccn.2021.157053
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在自动化包装线的控制中,采用最多的设备就是PLC,PLC就是可编程序控制器。对于现场自动包装线出现的故障,处理的方法有很多。一般最常用的方法有:现场故障处理过程中积累的经验;另一种是通过分析程序逻辑判断处理故障。这两种故障处理方法都是现场PLC故障处理很有效的方法。经验法是维修人员通过长期维修经验的积累去处理故障,精通PLC及其编程知识的维护人员善于通过分析程序判断处理故障。信号对比法是通过直接对比工艺过程信号异同判断处理故障。信号对比法特别适用于维护时间短、经验不足、又不太精通PLC的维护人员对自动包装线的故障处理。

自动包装线的控制特征:自动包装线是一种连续运行包装的设备。对每一个包装个体来说,它的包装工序是一样的。虽然自动包装线在不断连续运行,但它是周而复始的执行一套特定的工作。对于一个个体的包装,它是按照先干什么、后干什么这样一个固定顺序进行的,是一种条件顺序控制过程。

信号对比法分析判断故障的思路:自动包装线的核心控制设备PLC,它通过接受外部输入信号,通过内部程序编制的逻辑关系,去控制相关设备的运行,完成包装的全部过程。PLC在接收到外部信号后,按照一个特定的动作、一定的顺序完成每一个个体的包装。它是一种条件顺序控制过程,而且是在反复执行同一种工作。对于PLC来说,每一个个体的包装,PLC接受的信号相同、控制的设备相同、执行的顺序相同。如果把一个正常包装的个体的执行顺序和状态作为一个模板,把PLC故障时的工作状态作为故障模板进行对比,对比结果不同之处就是PLC故障产生的原因。这就是通过信号对比的方法分析判断PLC故障的思路。

用信号对比法分析判断故障的方法:用信号对比法分析判断故障,首先需要建立一个正常包装的个体的执行顺序和状态模板。这个模板包括输入信号在执行过程中的顺序和状态、输出信号在执行过程中的顺序和状态。在PLC中信号的状态是通过指示灯的亮和灭反映出来的,指示灯亮代表有信号、指示灯灭代表没信号。在自动包装线控制过程中,PLC接受到哪些信号,去控制了那台设备的动作,这台设备完成动作后,再把完成动作的结果或信号反馈给PLC,PLC再根据这些信号控制下一个设备动作,一直到完成整个个体的包装过程。这个过程通过PLC信号指示灯的状态反映出整个包装过程。PLC输入输出信号指示灯执行的顺序状态间接的反映出控制过程流程。建立一个正常包装的个体的执行顺序和状态模板就是把PLC指示灯的在执行过程中顺序执行的状态作为标准,在自动包装线中PLC出现的故障表现在过程执行的某一个环节设备没动作或者是设备完成动作的结果或信号没有作为输入信号反馈给PLC,这时PLC执行过程中断。这时PLC出现故障的状态也会通过指示灯的状态表现出来,通过比对故障状态时输入信号和输出信号指示灯的状态与正常状态指示灯的不同,这个不同点就是PLC故障的原因。

用信号对比法分析判断故障的具体方法是:把一个正常包装个体执行顺序的输入信号信号灯状态记录下来,记录的方式可以采用视频拍摄PLC指示灯或者手记的方法。现在已建立了正常执行过程指示灯的状态顺序,我们要处理PLC故障,还需要了解PLC故障时指示灯的状态顺序。这个PLC故障时指示灯的状态顺序要如何进行记录是通过信号对比法解决故障的关键。在现场PLC出现故障时,这时控制过程已经中断,包装没有进行或停留在某个过程阶段,无法记录从包装开始到已经完成的这个阶段指示灯的执行顺序和状态。要重现这个故障现象,需要把包装过程恢复到开始包装的起始状态并重新启动,这时开始记录信号指示灯的顺序和状态,当PLC出现故障时,记录到出现故障时刻信号状态。把故障状态时记录的信号指示灯和正常状态记录下的指示灯出现的顺序进行对比,对比结果中和正常状态不一致的指示灯状态就是故障原因。指示灯的状态在PLC中代表外部输入信号和控制设备的输出信号,PLC的控制原理是接受外部输入信号,根据内部程序组态的逻辑关系,输出信号控制设备。对一个使用中的PLC设备出现的故障来说,内部程序或逻辑关系突然出现问题的几率非常低,PLC设备出现的故障只和外部输入信号和外部输出信号有关。PLC出现故障的原因基本上都是由于外部输入信号未满足、有输出信号但并未有真正驱动设备动作或者因为有输入信号接入中断了程序执行。所以通过对比法对比不一致的指示灯对应的输入或输出信号就是故障原因。一般来说,包装线的控制是一种条件顺序控制过程,PLC故障出现时的不一致的指示灯对应的输入输出信号就是故障原因。

判断出PLC故障是由于某个输入信号或输出信号的原因,就可以依据这个具体信号对所对应的设备进行检查或维修。如果PLC故障是由于某个输入信号的缺失造成的程序中断,处理时应该检查该输入信号对应的检测元件是否损坏、接触不良、安装位置发生变化、线路连接、检测元件的供电等情况,从而排除故障。如果PLC故障是由于某个输出信号的原因造成的程序中断,这时需要从两个方面进行分析判断。一个是PLC的这个输出信号指示灯亮,但实际用万用表测量并没有输出,这种情况是由于输出点损坏,需要更改程序更换输出点解决。另一个是PLC的这个输出信号有输出,但并未驱动对应设备的动作,造成的程序中断。这时需要处理对应的设备排除故障。

信号对比法分析处理故障的优缺点和适用性:信号对比法分析处理故障的优点在于处理故障简单、直观,处理方法易于掌握。处理故障不需要特别专业的PLC知识,不需要特别丰富的维护经验,不需要对控制流程进行特别多的学习,可以有效弥补维护人员经验和专业上的不足。信号对比法分析处理故障的缺点在于对PLC的模拟量信号控制状态对比困难,对一些控制规模大、控制变化快的控制过程在记录输入输出信号状态的难度大,有时需要借助视频拍摄、满速回放等辅助手段记录输入输出信号状态。综上所述:信号对比法特别适用于数字量逻辑控制、控制过程不是特别复杂、控制过程不是也别快速的PLC故障处理。

总结:通过信号对比法分析处理PLC故障,首先需要建立一个自动包装线正常使用情况下输入输出信号顺序执行指示灯状态模版。PLC出现故障时,把故障状态下输入输出信号顺序执行指示灯状态和正常时执行指示灯状态进行比对,比对不一致的指示灯对应的设备就是产生故障的原因,进一步检查处理这个设备故障,从而从而排除故障。通过信号对比法分析处理PLC故障的方法简单、直观,有效弥补维护人员经验和专业上的不足。信号对比法特别适用于数字量逻辑控制、控制过程不是特别复杂、控制过程不是也别快速的PLC故障处理。

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