1  引言

　　当今工厂自动化普遍采用plc控制系统技术平台解决逻辑控制问题。plc通过软件程序来实现控制设备之间的联锁控制，由控制设备驱动的工厂机械设备来完成满足工艺要求的生产过程。工艺提出的控制要求则一般是建立在控制设备（也包括工厂机械设备）能够正常工作的基础上，但实际情况是控制设备（也包括工厂机械设备）并不是总能够正常运行，当发生故障的时候，要求要对控制设备（也包括工厂机械设备）进行故障检测和处理。对于设备故障检测，首先要保证设备的相关运行反馈信号和故障等信号接入plc硬件系统，然后通过梯形图程序来实现设备故障检测和处理。

 2   设备故障检测和处理的方式

　　在本文中，设备是指工厂机械设备及其控制设备。控制设备是指电机，阀门等等。例如，对于电机的控制一般是通过mcc（电机控制中心）电气控制系统来进行的，电机的启动、停止和故障等信号均由mcc提供并接到plc硬件系统。我们可以这样来理解plc控制系统、电气控制系统、控制设备和工厂机械设备之间的关系，即由plc控制系统来控制电气控制系统，由电气控制系统来控制像电机一样的控制设备，最后

　　要进行控制设备的故障检测，就必须提供控制设备的运行情况，例如，当plc通过软件发出启动命令时，设备必须提供启动反馈信号，以便plc软件程序能够知道此设备已经启动。任何设备的启动运行都需要一定的时间，不同的设备可能时间长短不一，但这个启动时间基本是固定的，或在一定的范围之内。超过这个时间，对于plc软件程序来说，意味着此设备没有正常启动运行，即启动时发生了故障。如果plc程序只是按照工艺要求的控制来进行，而没有启动时间的判断，则会导致由于设备故障无法提供启动反馈，使程序无限等待下去，或者启动了按照工艺要求的下一个设备www.cechina.cn，从而导致不能正常生产或严重的导致事故。同样这也适用于设备的停止，如果plc发出停止命令后，在一定的时间内没有接收到此设备的停止反馈信号，就可以认定此设备出现停止故障。如果plc程序只是按照工艺要求的控制来进行，而没有停止时间的判断，则会导致由于设备故障无法提供停止反馈，使程序无限等待下去，或者停止了按照工艺要求的下一个设备，从而导致不能正常生产或严重的导致事故。

　　不管是设备的启动故障还是停止故障或是运行过程中的设备故障信号（包括控制设备故障和工厂机械设备故障），均表示此设备出现故障，此时需要进行故障处理。故障处理一般是进行安全联锁控制，这是因为工厂控制系统是一个整体，任何设备出现故障，都要进行一定的处理。这里，我们把设备的重要程度进行划分，如果某设备发生故障，一系列的相关设备都要进行联锁操作，则称之为重要联锁或安全联锁。除此之外的设备发生故障，则并不需要其它设备有联锁操作，而称之为次要联锁或无联锁。对于重要联锁或安全联锁www.cechina.cn，设备一般是按顺序启动并按相反顺序停止，因此故障时按照启动相反的顺序停止。对于次要联锁或无联锁的设备来讲，故障时一般是执行停止操作。

　　对于工厂机械设备的故障检测，一般是根据工艺的要求来设计检测设备，例如某机械设备的运行是在一定的距离之内，根据工艺要求超过此距离会发生事故，为此需加入一个限位开关。这个限位开关就可以作为此机械设备的故障信号。

 3  设备故障检测功能的程序实现

3.1  设备故障检测原理设计

　　设备故障检测可分为控制设备故障检测和工厂机械设备故障检测。如果设备在启动后的运行时发生故障，那么就是运行时故障。而设备的故障也有可能是在启动之前或启动过程中出现。不管是运行时故障还是启动或停止故障，设备都不能运行。

　　人们将根据控制设备的类型将其分为电机类，阀门类www.cechina.cn，变频器类，智能设备或仪器仪表类等。电机类是指像风机，泵，驱动机械设备运行等不需要变频控制的设备。对于电机类，可以提供启动和停止控制信号。启动和停止反馈信号一般是其mcc柜电气控制系统中主回路接触器的打开和关闭的辅助触点信号。为了实现运行时故障检测，需要提供主回路短路或过载跳闸信号，控制回路短路或过载跳闸信号，电机热过载保护动作信号等等。对于大功率电机，可能还需要提供定子过热保护信号。对于由电机驱动的工厂机械设备，如果有的话，提供其运行时故障信号。

　　阀门类包括气动阀门和电动阀门或闸门等。对于电动阀门，和电机类类似，其电气控制系统一般称之为“电动头”，它可以提供阀门打开和关闭信号、阀门开到位、阀门关到位和故障信号等等。利用这些信号可以完成阀门的开关故障检测以及运行时的故障检测。对于气动阀门来说CONTROL ENGINEERING China版权所有，可以提供打开和关闭控制信号，阀门的开关到位信号CONTROL ENGINEERING China版权所有，但没有电动阀门那样的电机类型的故障检测功能，因为其根本没有电