摘要：利用PLC內部富余資源，實現對PLC外部輸入控制電器的短路和開路故障檢測。探討了設計思路，給出了實際控制電器短路和開路故障的檢測梯形圖。 關鍵詞：控制電器；短路；開路；梯形圖；檢測 一、引言 可編程序控制器（PLC）突出的特點是可靠性高，在以PLC為主組成的PLC控制系統中絕大部分故障來自外部控制電器，如由按鈕，行程開關等的損壞所引起。控制電器的故障分為兩類：一類是控制電器的觸點產生氧化膜，使觸點無法閉合而產生開路故障；另一類是控制電器觸點熔合而產生短路故障。這都將影響PLC控制系統的正常工作。為能快速準確地對PLC控制系統中控制電器的故障進行檢測，探討利用PLC內部富余的器件對PLC輸入控制電器的開路與短路故障進行自動診斷，以便及時排除故障，保證PLC控制系統的正常運行。 二、輸入控制電器短路故障的檢測 1、短路故障的分析與設計 為檢測出某控制電器的短路故障，可在梯形圖有關的步序段中串聯上被檢測電器的常開點，當該電器常開點變為閉合即出現短路故障時，則立即接通輸出繼電器，此繼電器為PLC輔助繼電器，使有關的輸出設備停止工作，并使故障指示燈亮，以使操作人員迅速發現故障并判斷出原因。為避免在步序轉換瞬間有些被檢測電器的常開點閉合，致使故障指示出現短暫的錯誤，可根據需要設置若干個定時器，使步轉換時間相同且有間隔的步共用一個定時器。定時器的常開點串聯在相應的步序段中，時間設定值略大于步轉換時間，這樣就不會出現錯誤的故障指示。若在每一步序段中設置一個由PLC內部輔助繼電器組成的步序狀態指示器，將指示器的常開點與上述定時器的常開點和故障輸出繼電器串聯起來，就可實現利用步序狀態指示器對該步進行故障檢測。只有系統運行到該步才能檢測出有關的故障電器。 PLC控制系統的輸入控制電器可能多達幾十甚至上百個，即系統有幾十甚至上百個步序段，而狀態寄存器的觸點只能使用一次。若按步序指令編制程序，為檢測故障就需另選內部輔助繼電器作為狀態指示器。這樣不僅占用了大量輔助繼電器，而且使梯形圖相當復雜。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進行控制，而且可利用PLC內部豐富的輔助繼電器作為步序狀態指示器，從而實現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行檢測，這將使梯形圖非常繁雜。經分析和實際運用證明，不需要在每步序段對所有輸入控制電器進行短路檢測，只要在某步序段檢測一個有關的輸入電器即可。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計 在PLC控制系統正常運行的狀態下，每一步序都有一定的時間間隔。若輸入控制電器出現了開路故障，則系統將無法轉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步序的步序狀態指示器的常開點和下一步步序狀態指示器常閉點及定時器的線圈串聯起來，在該步序段開始時立即定時，當該步序段結束并轉入下一步后使定時器復位。若系統在定時器設定時間內結束該步，定時時間到，則其常開點閉合，指示出故障信號。定時器的定時值的選取需要注意以下兩點：一是保證系統迅速檢測出開路故障；二是準確的定時時間（即步進時間）需要現場調試確定。 2、故障檢測的選擇 對大量輸入控制電器進行開路檢測必將占用較多的定時器，而PLC內部定時器數量有限，故對控制電器的檢測可作如下處理： （1）對于步序時間相同且有間隔的步可共用一個定時器。 （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行檢測。 四、故障檢測的設計 1、瓶簽檢測系統 瓶簽檢測系統如圖1所示。 系統中有光電開關0001和0002檢查傳送帶上的瓶子。若檢測到無標簽的瓶子則0001通，這時系統控制一個機械手從A傳送帶拿開并放到B傳送帶上。當機械手回到始位后，機械手原始位置0004檢測接通，同時系統還對無標簽的瓶子進行計數，當計數值達到設定值時報警燈亮。 2、控制系統梯形圖 設計出C系列PLC控制系統梯形圖如圖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0001和0002，停止按鈕0003和機械手原始位置檢測0004。根據上述思路設計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相同。設計出控制電器短路故障檢測梯形圖，如圖4所示。 5、幾點說明 （1）鑒于瓶簽檢測系統輸出點較少，PLC內部剩余了較多輸出點，所以在設計中使用較為簡單的方法實現對控制電器的故 障檢測，各個被檢測電器的每種故障由一個獨立輸出點予以顯示，使故障的顯示一一對應，清晰明了。 （2）若控制系統比較復雜，輸入控制電器和輸出設備較多，使輸出點數富余較少時，為減少故障顯示所占用的輸出點數，需加入狀態指示器，可采用8421碼來分配故障顯示燈（輸出點對應的指示燈），而程序作相應的調整就可以了。 五、結束語 PLC的內部資源如輸出繼電器、輔助繼電器、定時器等，一般情形之下均未被完全利用，所以可利用這些內部富余的電器對PLC外部的輸入控制電器進行故障自動檢測。該檢測無需任何外部元器件和經費就可實現。這對于保證PLC控制系統的正常運行具有重要意義。