基于PLC控制的远程电气故障诊断研究

12006年4月科技经济市场 基于PLC控制的远程电气故障诊断研究 摘 要：本文通过阐述PLC网络技术， 分析了远程故障诊断系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 原理和结构 特点，并结合PLC远程控制技术，以零速自 动接纸机控制系统为例，对远程电气故障诊 断系统的开发与实现进行了较为深入的研究。 关键词：PLC控制；远程故障诊断 1概述 可编程程序控制器(PLC)是近年来发展 极为迅速，应用极广，以微处理器为核心， 集微机技术、自动化技术、通信技术于一体 的通用工业控制装置。计算机和网络技术的 发展使得基于网络的设备远程监控与故障诊 断成为可能，为传统的设备状态监控和故障 诊断技术赋予了新的含义。 近年来远程故障诊断技术得到了迅速的 发展，但是仍然存在着以下一些问题：通信 传输的延迟性和不稳定性、不同平台之间的 集成通信问题、网络安全问题【1】。 2PLC网络系统架构 (1)PLC的上位连接系统 将计算机作为上位机，PLC作为下位机进行 通信，就构成了PLC网络的上位连接系统。 在上位连接系统中，计算机作为上位机提供 良好的人机界面，进行全系统的监控和管理； PLC作为下位机，执行可靠有效的分散控制。 在控制系统中，计算机仅用于编程、参数设 定和修改，以及图形和数据的在线显示功能， 不直接参与现场控制，现场的执行者是PLC， 因此，即使是计算机出了故障，也不会影响 整个生产过程的正常进行，大大提高了系统 的可靠性。 (2)PLC的下位连接系统 PLC与远程I／0单元、远程终端或链接 单元等部件链接，则构成下位连接系统。下 位连接系统由远程I／0主单元、远程I／0从 单元、I／0链接单元、光缆传送I／0单元、远 程终端以及传感器控制器组成【2】。 (3)PLC的SYSMAC网络连接系统 SYSMAC网络连接系统是通过网络链接 单元、网络服务板(NBS)和网络服务单元 (NSU)连接PLC和计算机所构成的高速局域 网络系统。系统由一个线路服务器以及最多 126个结点组成，线路服务器用于控制网络连 接系统的通信，实现任意两个结点之间的通 信。 3远程电气故障诊断研究 3．1控制系统故障诊断方法探析 故障诊断技术发展过程中，在不同的应 用领域，与不同的学科相结合产生了多种故 障诊断方法，现有的故障诊断方法可以分为 两大类：传统故障诊断方法和基于人工智能 的故障诊断方法，而传统故障诊断方法又可 以再分为基于信号处理的方法和基于解析模 型的方法两类。 (1)基于信号处理的方法 利用信号模型，如相关函数、频谱、自 回归滑动平均、小波变换等，直接分析可监 测的信号，提取方差、幅值等特征值，从而 检测出故障，该方法虽然简单可行，但是由 于故障原因与设备故障征兆之间存在着一定 的不确定性关系，使得对设备的故障检测容 易出现错判和漏判等问题。 (2)基于解析模型的方法 在已知诊断对象数学模型的基础上，按 照一定的数学方法对被检测信息进行处理诊 断，其中状态估计是通过重构被诊断过程的 李绪文(山东教育印务中心 250013) 状态，并构成包含各种故障信息的残差序列， 在此序列基础上，通过构造适当的模型并采 用统计检验法，检验出故障并做进一步的分 离、估计和决策。该方法能够深入到系统的 本质，实现故障的实时、动态诊断，但在实 际应用中，由于难以构建被诊断对象的精确 的数学模型，以及大型复杂设备的非线性特 征，大大限制了基于解析模型诊断方法的使 用范围和效果。 3．2远程故障诊断系统设计 (1)系统组成 远程故障诊断系统是近代电子技术、自 动控制技术、计算机技术、传感器技术、网 络通讯技术的综合应用。它以计算机技术、 网络通讯技术为核心，充分发挥了多诊断系 统协作及诊断专家的作用，为设备的维护、 故障诊断提供方便有效的远程服务，从而保 证企业生产的正常运行，提高设备的可靠性， 最终得到柔性、敏捷化的系统，系统组成如 下图所示： 一㈣告l 制正常报舒I 川趋势{面}目I 毪鲋毫散· ^仍糟扎奇收￡陬橇塑分析一 信■躺- 擅号上陬旅睫树分析 昔寡秉统·曩l捌瞄蚺日目■棚p (2)网络结构特点 从地域上看，广域分布是远程系统的基 本特征，远程系统的目的就是为地理上分布 广泛的设备提供有效的诊断维护支持；从组 织上看，远程系统由现场总线设备、现场监 控工作站、企业诊断中心和远程诊断中心组 成，呈分布式、网络化状态，同时也具有明 显的递阶层状特征；从功能上看，要求现场 监控工作站具有一定地对本地设备进行实时 状态监控和故障自诊断的能力，如果诊断中 心诊断有困难，则通过intemet向远程诊断中 心发送诊断请求，远程诊断中心接收到请求 后调用自身丰富的诊断资源进行故障诊断； 同时，远程诊断中心也可以通过人机交互界 面与诊断专家协同诊断。 (3)诊断系统功能 远程故障诊断系统从功能上可以分成三 个部分：远程智能诊断中心，故障诊断系统 和诊断专家。 远程智能诊断中心提供广域范围内的共 享诊断资源平台，为客户提供共享资源和多 种智能诊断手段，并可与客户进行交互，其 核心资源是知识库、数据库。相对于远程智 能诊断中心，故障诊断系统更加直接的面对 各设备，为其提供在线诊断服务，通过与远 程智能诊断中心的协作可以获取相应的支持， 并为远程智能诊断中心和诊断专家提供局部 故障诊断知识和经验。诊断专家主要与故障 诊断系统协作，对分布在各处的诊断系统传 送来的诊断知识进行分析、整理，根据设备 实际运行条件、故障的征兆等，对其进行提 炼，将其融人远程故障诊断系统的知识库。 4基于PLC控制的故障诊断分析 下面以零速自动接纸机控制系统为例， 采用PLC作为基本控制器的实时控制系统， 分析远程电气故障诊断的实现过程。 4．1 PLC故障诊断系统总体设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 (1)设计原理 在接纸机控制电路中选择设置一些检测 点，用于完成对电路状态的采集，利用这些 采集到的状态数据以及该领域知识，通过计 算机对接纸机控制电路的状态进行分析判断， 确定故障的原因、性质和部位，并提出解决 故障的维修、调整对策。 (2)结构组成 (3)故障信号采集 PLC对数字量信号的识别是通过其数字 量输入模块完成。控制设备中的操作按钮、 限位开关、继电器触点等开关量信号直接与 PLC数字量输入模块的输入端子连接，在输 入服务扫描过程中CPU将输入端子的状态值 读人状态暂存区【3】。 PLC对模拟量信号的识别是通过其模拟 量输入模块来完成。控制设备中的电压、压 力、流量、信号发生器等模拟信号直接与 PLC模拟量输入模块的输入端子连接，经过 模拟量输入模块内模数转换器(A／D)转换 成数字量，在服务扫描过程中cPu将输入端 子的模拟值读人数据存储区[4]。 4．2开发与实现 故障诊断系统的故障诊断过程主要分为 以下三步： (1)检测设备状态的特征信号； (2)从所监测到的特征信号中提取可能 的征兆信息； (3)根据获得的征兆和其他诊断信息采 用合适的方法来识别设备状态，确定设备是 否发生故障。 针对故障诊断系统的诊断过程，故障诊 断系统的设计和开发时，应当具有以下模块： 知识库模块、诊断推理模块、知识库管理模 块、解释模块、学习模块。 5结论 电气控制系统中各种机械、电子元器件 繁多，一旦出现故障，不仅给使用方造成很 大的损失，处理的难度也比较大，传统的现 场维护模式是：对方呼叫一>出差维修一>维修 返回。这种模式在实际应用中显得呆板、效 率很低。因此，在面对这样复杂的系统时， 实时地对其各种工作状态进行监控和如何快 速的对故障进行诊断并排除故障就显得尤为 重要。 网络远程监控技术实现了数据的共享， 具有信息传递快速和交互性强等特点，推动 着测控技术向着网络化、分布性和开放性的 方向发展，为此，本文提出将网络监控技术 和故障诊断技术有效地结合起来，使设备的 现场控制和诊断手段提升到远程的高度，提 高了设备故障诊断的水平和快速性。 【参考文献] 万方数据 科技经济市场2006年4月 AUTOCAD中加快作图速度方法浅议 陈艳辉邓小红陈巧莲(郴州职业技术学院 湖南郴州423000) 摘 要：AutoCAD是由美国Autodesk公 司开发的计算机辅助设计软件，由于绘图精确、 系统结构开放等优点，成了目前世界各国工程 设计人员的首选设计软件。为了准确、高效运 用Aut0CAD绘图，加快绘图速度，本文对绘 图的单位格式、图形界限和图层的设置及绘图 命令的分类和快捷命令使用进行了研究，所的 结论对提高绘图速度，改进绘图方法及 AUl’0CAD具有一定的借鉴意义。 关键词：AUll0CAD，绘图设置，绘图方 法，快捷命令 Aut0CAD是由美国Autodesk公司开发的 计算机辅助设计软件，适用于机械、建筑、电 子、航天、造船、石油化工等许多领域，由于 它简便易学，使用起来精确无误，加上系统结 构开放等优点，成了目前世界各国工程设计人 员的首选设计软件。同时清晰、准确、高效率 得心应手的运用AutoCAD绘图成了每个工程 设计人员必备的最基本的素质之一，然而对照 书本学习AutoCAD的话，只能在一定程度上 掌握具体的每个命令的操作方式，勉强绘图， 很难做到融会贯通效率高。下面，笔者就本人 在进行AutoCAD设计、教学研究中 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 归纳 的一些加快机械方面作图速度的经验提供给大 家作为参考。 1．绘图前的准备工作： 磨刀不误砍柴功。计算机绘图跟手工画 图一样，也要做些必要的准备。如单位格式、 图形界限的设置、设置图层、目标捕捉、线 型、标注样式等。 1．1图形的单位格式的设置 AutoCAD不使用预定义的测量单位系统 (如米或英寸)，例如，一个单位的距离可能代 表实际单位的一英寸、一厘米或一千米。开始 绘图之前，需要决定一个单位代表多大的距 离，然后使用该惯例创建图形。在机械制图中 应设毫米为单位。具体设置如下： 1)在[格式】菜单中选择[单位]命令， 出现【图形单位]对话框。 2)在[长度】和[角度】选项组中根据 绘图的需要设置数据类型和精度。 [拖放比例] 控制使用工具选项板拖人当前图形的块的测量 单位。如果块或图形创建时使用的单位与该选 项指定的单位不同，则在插入这些块或图形 时，将对其按比例缩放。插入比例是源块或图 形使用的单位与目标图形使用的单位之比。如 果插入块时不按指定单位缩放，请选择”无单 位”。 1．2图形界限的设置： 图形界限好比图纸的幅面，可通过输入 坐标确定图形界限，将绘图的范围限制在矩形 区域内。图形界限还决定能显示网格点的绘图 区域， [z00M]命令的【全部】选项显示的最 小区域。打印图形时，也可以指定图形界限作 为打印区域。设置的图形界限必须大于现有 图形的范围，因为在图形中还要添加尺寸标 注，文字注释和相关的内容。在绘制机械图 时，按1：1的比例，我们一般尽量根据图形 的大小按国标规格的图纸大小从A4IAO设定， 这样可以减少计算的烦琐，万一绘错了容易检 查发现，同时尺寸标注也非常方便。图形界限 的设置操作过程为： (1)在[格式]菜单中选择[图形界限] 命令。 (2)系统提示”重新设置模型空间界限： 指定左下角点或【开(0N)／关(0FF)】：”，输入左下角点的坐标值O，O。 系统提示”指定右上角点()：”，给出 右上角点的坐标297，210。 (3)再用[z00M]命令的【全部】选项 显示整个图形界限区域。 1．3图层的设置 AutoCAD中的图层就像一张一张无色透 明重叠的绘图纸，在其上可以很好地组织和编 组不同类型的图形信息。一个单位或一个工程 项目要根据情况规划图层，尤其在工程设计单 位，图层的应用显得更为重要。在机械设计中 零件图可按中心线、轮廓线、标注等方式来建 立图层，而装配图则可按零部件方式来分层。 每一图层都应设置各自的特性，如颜色、线 型、线宽等，特别值得一提的是各层的颜色最 好采用不同的颜色，在该层上创建的图形对象 则默认这些特性，即Bylayer设置。创建图层 的过程如下： 选择[工具]菜单中的[图层】命令或单 击工具栏中的【图层]图标，在弹出的[图层 特性管理器1对话框中，添加图层并设置相应 的颜色、线型、线宽和控制图层的开／关、解 冻／冻结、加锁／解锁方式。 至于尺寸标注样式和文字样式的设置会 跟绘制的图形有较大的关联，特别在机械图 中这点尤为突出，所以这两种设置可留到后面 具体实施时再视情况进行。 在每次绘图前都来进行以上的设置，也 比较麻烦，同时为了使一个单位的图形具有统 一的格式，应 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 统一绘图设置，可将以上进 行的各种设置固定下来制成模板，每次画新图 前直接打开合适的模板，可大大提高作图效 率。上述设置完成后，在[文件】菜单中选择 【另存为]命令，在[图形另存为】对话框中给 定明确的文件名，关键是文件类型应选择 Aut0CAD图形样板(4．dwt)，然后按[保存】即 可。 2．绘图过程命令与使用 2．1．命令的分类与使用 在Aul0CAD中很多，大致可以分为以下 四类：一是绘图，二是编辑，三是设置，四是 其它类，包括标注、视图等。每类命令所包含 的内容对每个学过AutoCAD的人来说应该不 陌生，这里就不多说，只对绘图类和编辑类的 命令作个比较说明： 第一、在绘图过程中，一般来说，能用 编辑命令完成的，就不要用绘图命令完成。在 AutoCAD软件使用过程中，虽然一直说是画 图，但实际上大部分都是在编辑图。因为编辑 图元可以大量减少绘制图元不准确的概率，并 且可以在一定程度上提高绘图效率。 第二、在使用绘图和编辑时，一定要有 目的的设置对象捕捉(F3切换)。在对象捕捉 的设置中有的人认为选用的对象捕捉模式越多 越好，甚至于全选，这是完全错误的一种概 念，这会在实施捕捉时出现干扰，很难准确捕 捉到我们所要的目标点，正确的做法应是把最 常用的几个模式如端点、中点圆心、交点等选 上，而其它模式要用时，用命令输入来确定， 如要捕捉垂足，就在命令提示指定点时，输 入”pe，，也就是要捕捉垂足了。 第三、在使用这两类命令时，还要不要 忘记打开极轴(F10)和对象捕捉追踪(F11) 两个按钮，极轴的追踪角度可以根据图纸上出 现角度的频率来设置，一般情况可设为300， 这样绘图中出现的追踪线会让你如虎添翼。 2．2．快捷命令的规律与使用 AutoCAD的快捷命令是遵循一定的规律 的： 1、快捷命令通常是该命令英文单词的第 一个或前面两个字母，有的是前面三个字母。 比如：圆(CIRCLE)的快捷命令是”C”； 阵列(ARRAY)的快捷命令是，『AR『，；定义属性 (A7丌DEF)的快捷命令是”AⅡ”。在使用过程 中，试着用命令的第一个字母，不行就用前面 两个字母，最多用前三个字母。也就是说 AutoCAD的快捷命令一般不会超过三个字母， 如果一个命令用前面三个字母都不行的话，只 能输入完整的命令。 2、另外一类的快捷命令是用功能键F1～ F8来定义的，或者是由”Cm+一个字母”组成 的。比如F10表示”极轴”，”C试+N『，，”Cm+ 0”，”C试+S，，，”Cm+P分别表示新建、打开、 保存、打印文件。 3、如果有的命令第一个字母都相同的 话，那么常用的命令取第一个字母，其它命 令可用前面两个或三个字母表示。比如，，『c”表 示circle，”C∥表示”C叩y『，；”L『，表示”“ne”，” LF表示”LineTy一’，”L1S表示”I鹏cale『，。 4、个别的例外需要我们去记忆，”修改 文字”(DDEDIrI')就不是”D∥，而是”E矿；还 有”AA『，表示”Area『，，”r表示”Mtext『，，”X『，表示 Explode。 同时用户可以根据个人的使用习惯来为 可以为任一AutoCAD命令、设备驱动程序命 令或外部命令定义快捷方式。即使用记事本或 任何以ASCII格式保存文件的文本编辑器， 用户可以编辑8cad．p印以更改现有快捷方式 或添加新的快捷方式。具体操作方法如下： 在[工具]菜单上，单击旧定义]选择 [编辑自定义文件]选择【程序参数](ac8d． pgp)。此文件还可以用分号(；)引入说明文 字。定义命令快捷方式，使用以下语法在aclt． p印文件的命令别名部分中添加一行命令： abbreviation，女command其中abbreviation是用户 在命令提示下输入的命令快捷方式，commaJld 是要缩写的命令。必须在命令名前输入星号 (+)以表示该行为命令快捷方式定义。 3．结论 从以上可以看出要想提高AU7rocAD的 绘图的速度：一是要熟悉软件的使用命令，做 好绘图的前期工作。其次是要善于使用和自定 义一些快捷命令，同时也可以根据需要开发一 些自己需要的命令或菜单。为Au7rocAD的二 次开发奠定了良好的基础。 [参考文献】 【1]．程建华Au∞dCAD支持的图形文件格式 简介叨，计算机辅助设计与制造，1999，(5)． 【2]．肖恩忠．期刊杂志中AutoCAD工程插 图的处理田．潍坊学院学报，2004，㈣ [1]宋莉．基于PLC的远程监控及故障诊 断．硕士学位 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ，山东科技大学，2004 【2]宋伯生．可编程控制器原理·应用·联 网[M】．中国劳动出版社，2c10lo [3]邱公伟．可编程控制器网络通信及应 用【M】．清华大学出版社，1998 [4]周文明．自动控制系统在永厂中的应 用．自动化博览，1993，3(1) 57 万方数据