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【摘要】随着电气自动化技术在人们生活应用中的普及，电气自动化的控制设备以及可靠性成为人们关注的话题。电气自动化技术在人们生活生产等领域中发挥的作用十分显著。由于该项技术的用途十分广泛，几乎遍布人们生活中的各个角落，所以电气自动化可靠性的高低成为人们所关注的问题。本文主要对SI EMENS公司的PLO及其可靠性等进行研究。
【关键词】电气自动化 设备诊断 设备测试 监测方法
【中图分类号】TM92 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0012-01
近些年来，各种研究表明，电气化设备的发展趋势是模块化、系统化以及智能化。电力系统控制发展经历了三个阶段：传递函数单输出、单输入式控制；多机系统协调、非线性控制、线性最优控制等协调控制；智能控制。电力系统控制中的智能控制是新技术中的第一项新技术。各种电气自动化控制设备也随之出现，本文主要以SIMATIC Step 7系列的PLC为例，对确保其可靠性的诊断、维护和检修方式等进行研究。
一、电气设备可靠性的定义
自动化控制电气设备的产品成为一个新兴大军，而且在不断地进行扩充。电气化设备的生产越来越多，用途也越来越广泛，电气化设备的使用环境却越来越恶劣，设备所要使用的服务系统也越来越昂贵。拿自动开关来说，由于自动开关已经广泛的应用于车载、航载、航空航天部门，炼铁、炼钢等冶金部门，铁路、交通信号系统以及许多地面军用装备等方面，这些部门的电源都需要日夜不停地运作，这就要要求自动开关能够经受高温、低温以及高湿等恶劣环境的冲击考验，运行中的设备是不允许检修的，只能进行简单的维修工作，这也就使得完成提高电器开关可靠性的任务变得十分紧急甚至是刻不容缓了。
实际上，电气自动化控制设备可靠性定义是：能够在规定的环境条件以及规定的时间内，具有完成规定功能的能力，这个定义适用于一个系统，也适用于一台设备，或者一个单元，由于故障出现的随机性较强，所以就用数学性来描述可靠性，也就是人们常说的概率。
二、对电气自动化控制设备的分析
在SIMATIC Step 7系列中，S7-200系列PLC主要针对低性能要求的模块化小型系统，根据不同的CPU，可以扩展7个模块，在$7-300系列PLC，其可以扩展的模块主要包括：SM、IM（IM必须放在CPU旁边，用于机架间传递信号）、DM（中间的插槽位置是不能空出来，可以用DM占位）、FM以及CP；在S7-400系列PLC可扩展的模块与S7-300系列PLC大致相同，它采用了在机架中进行悬挂的模块设计，并提供扩展机架对系统进行扩展。S7-400具有以下有点：性能分级的不同档次的CPU；可选择不同类型的扩展模块；可以扩展多达32个模块；模块内集成背板总线；网络连接.多点接口（MPI）。在工业中，电气自动化项目编程主要使用的是便携式的编程设备——Power PG，它具有强大的系统、完美的扩展功能、彩显的TFT等优点，编程语句可表示为：PGT02=大约230克，144x72x27mm，2x20字符液晶显示。
在SIMATIC Step 7系列安装系统中，要求的是WINDOWS系统，且每台电脑上只能安装一次。要注意的是，因为SIMATIC Step 7软件是拷贝保护的，在使用时必须将授权从授权软盘传到硬盘才能启动。安装完成后就可以打开“SIMATIC Manager”了。如果需要帮助可以在当前窗口按F1就能获得帮助了。安装完成之后，如果出现要改变预置参数就需要进行硬件组态。要注意的是，在S7-400中实际的组态以及设定的组态不一样的时候，要中断CPU的启动。
三、提高电气自动化控制设备可靠性的诊断方式
在工业中，对设备进行诊断是十分重要的，因为机器出现故障就会导致停机或功能不确定。因为其维修费用以及停机的时间都会导致工业不能正常进行，有关干扰的因素就必须迅速发现并维修。目前最常见的故障重要有两种，这主要是根据机器是否由PLC识别而诊断出来的。一种是由PLC的操作系统识别并通常导致CPU进入停机状态，一种是CPU象往常一样执行程序，但所需的功能或者不执行或者不正确执行，也就是我们常说的功能错误。诊断工具重要有以下几种：
（一）显示CPU信息。也就是利用该功能可以在编程器或HMI设备上立即显示针对零星错误的错误信息。当CPU诊断出错时，信息窗口就会显示出来。使用系统功能SFC 52，WR USMSG也可编程输出用户信息。
（二）模块信息工具。它使得在系统诊断中可以不使用编任何程序，并使迅速识别、定位和评估错误成为可能。
（三）利用堆栈诊断。通过堆栈诊断可以知道错误的位置，这个方法对同步错误可能有用。根据程序、使用堆栈可以显示关于故障原因和位置的进一步信息。例如，CPU停机之前累加器中的内容在用户程序中块常被调用多次。这意味着有关错误出现的调用链中导致中断的块号码和指令的信息不能清楚地指示。
（四）利用硬件诊断。该功能可以在线访问硬件站并且给出关于模板的状态或操作模式的信息。你可以在线看到模板的诊断信息，或诊断符号指示模板的状态以及CPU的操作模式。
（五）运用“Monitor”测试程序来进行检测。它的作用是能够跟踪块中的程序执行。在测试功能开始时，通过用鼠标点击眼镜图标或选择菜单Debug->Monito在测试模式下，LAD/FBD的元件用不同的颜色显示。通过菜单Options->Customize进行选择。例如：状态满足->“元件显示绿色”；状态不满足->“元件显示蓝色”。不过要注意的是，当CPU在RUN模式并且当被监视的指令正在被处理时，才能激活状态显示。
（六）使用块的比较，可以用来比较离线和在线的块或者PG的硬盘上的两个用户程序的块。例如，可以利用该功能来确定后来在CPU中是否对程序做过修改及在哪些段上程序不同。
（七）断点调试功能：借助于这个测试功能，可以以语句表显示单步模式测试程序，并且跟踪指令执行的顺序以及有关的寄存器等内容。
四、电气自动化控制设备的维护和检修
（一）日常维护
这是主要工作，维护好了设备才能确保设备正常使用，降低设备成本，提高生产效率，延长使用寿命，降低故障率。周期性的日常维护包括：设备紧固、设备清扫、设备润滑。
（二）定修
定修适用于这种情况：设备出现了隐患，但还能正常使用一段时间，而且各种条件又要求设备必须再使用一段时间。定修有五要素，依次为：环、法、料、人、机。
（三）抢修
抢修适用于设备运行时，突然出现故障的情况。
结束语：提高电气化传动以及自动控制设备的可靠性一直是一个十分重要的问题。根据我国电气化以及自动化设备的可靠性现状，找出影响电气自动化设备可靠性的关键因素，从而提出对于电气化控制以及自动化设备可靠性的设定还有试验、日常维护方法，达到进一步提高电气控制及自动化设备的可靠性的最终目的。
参考文献：
[1]徐海波，朱常兴.电气自动化控制设备的可靠性研究分析.黑龙江科技信息[J].2011（08）.
[2]谭海军，何枰.探究如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试.科技致富向导[J].2012（24）.
[3]孙志礼，陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京：科学出版社，2003.
[4]张伟林，宋修臣.浅谈电气自动化控制设备可靠性测试的方法[J].中小企业管理与科技，2009（21）.
【关键词】电气自动化 设备诊断 设备测试 监测方法
【中图分类号】TM92 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0012-01
近些年来，各种研究表明，电气化设备的发展趋势是模块化、系统化以及智能化。电力系统控制发展经历了三个阶段：传递函数单输出、单输入式控制；多机系统协调、非线性控制、线性最优控制等协调控制；智能控制。电力系统控制中的智能控制是新技术中的第一项新技术。各种电气自动化控制设备也随之出现，本文主要以SIMATIC Step 7系列的PLC为例，对确保其可靠性的诊断、维护和检修方式等进行研究。
一、电气设备可靠性的定义
自动化控制电气设备的产品成为一个新兴大军，而且在不断地进行扩充。电气化设备的生产越来越多，用途也越来越广泛，电气化设备的使用环境却越来越恶劣，设备所要使用的服务系统也越来越昂贵。拿自动开关来说，由于自动开关已经广泛的应用于车载、航载、航空航天部门，炼铁、炼钢等冶金部门，铁路、交通信号系统以及许多地面军用装备等方面，这些部门的电源都需要日夜不停地运作，这就要要求自动开关能够经受高温、低温以及高湿等恶劣环境的冲击考验，运行中的设备是不允许检修的，只能进行简单的维修工作，这也就使得完成提高电器开关可靠性的任务变得十分紧急甚至是刻不容缓了。
实际上，电气自动化控制设备可靠性定义是：能够在规定的环境条件以及规定的时间内，具有完成规定功能的能力，这个定义适用于一个系统，也适用于一台设备，或者一个单元，由于故障出现的随机性较强，所以就用数学性来描述可靠性，也就是人们常说的概率。
二、对电气自动化控制设备的分析
在SIMATIC Step 7系列中，S7-200系列PLC主要针对低性能要求的模块化小型系统，根据不同的CPU，可以扩展7个模块，在$7-300系列PLC，其可以扩展的模块主要包括：SM、IM（IM必须放在CPU旁边，用于机架间传递信号）、DM（中间的插槽位置是不能空出来，可以用DM占位）、FM以及CP；在S7-400系列PLC可扩展的模块与S7-300系列PLC大致相同，它采用了在机架中进行悬挂的模块设计，并提供扩展机架对系统进行扩展。S7-400具有以下有点：性能分级的不同档次的CPU；可选择不同类型的扩展模块；可以扩展多达32个模块；模块内集成背板总线；网络连接.多点接口（MPI）。在工业中，电气自动化项目编程主要使用的是便携式的编程设备——Power PG，它具有强大的系统、完美的扩展功能、彩显的TFT等优点，编程语句可表示为：PGT02=大约230克，144x72x27mm，2x20字符液晶显示。
在SIMATIC Step 7系列安装系统中，要求的是WINDOWS系统，且每台电脑上只能安装一次。要注意的是，因为SIMATIC Step 7软件是拷贝保护的，在使用时必须将授权从授权软盘传到硬盘才能启动。安装完成后就可以打开“SIMATIC Manager”了。如果需要帮助可以在当前窗口按F1就能获得帮助了。安装完成之后，如果出现要改变预置参数就需要进行硬件组态。要注意的是，在S7-400中实际的组态以及设定的组态不一样的时候，要中断CPU的启动。
三、提高电气自动化控制设备可靠性的诊断方式
在工业中，对设备进行诊断是十分重要的，因为机器出现故障就会导致停机或功能不确定。因为其维修费用以及停机的时间都会导致工业不能正常进行，有关干扰的因素就必须迅速发现并维修。目前最常见的故障重要有两种，这主要是根据机器是否由PLC识别而诊断出来的。一种是由PLC的操作系统识别并通常导致CPU进入停机状态，一种是CPU象往常一样执行程序，但所需的功能或者不执行或者不正确执行，也就是我们常说的功能错误。诊断工具重要有以下几种：
（一）显示CPU信息。也就是利用该功能可以在编程器或HMI设备上立即显示针对零星错误的错误信息。当CPU诊断出错时，信息窗口就会显示出来。使用系统功能SFC 52，WR USMSG也可编程输出用户信息。
（二）模块信息工具。它使得在系统诊断中可以不使用编任何程序，并使迅速识别、定位和评估错误成为可能。
（三）利用堆栈诊断。通过堆栈诊断可以知道错误的位置，这个方法对同步错误可能有用。根据程序、使用堆栈可以显示关于故障原因和位置的进一步信息。例如，CPU停机之前累加器中的内容在用户程序中块常被调用多次。这意味着有关错误出现的调用链中导致中断的块号码和指令的信息不能清楚地指示。
（四）利用硬件诊断。该功能可以在线访问硬件站并且给出关于模板的状态或操作模式的信息。你可以在线看到模板的诊断信息，或诊断符号指示模板的状态以及CPU的操作模式。
（五）运用“Monitor”测试程序来进行检测。它的作用是能够跟踪块中的程序执行。在测试功能开始时，通过用鼠标点击眼镜图标或选择菜单Debug->Monito在测试模式下，LAD/FBD的元件用不同的颜色显示。通过菜单Options->Customize进行选择。例如：状态满足->“元件显示绿色”；状态不满足->“元件显示蓝色”。不过要注意的是，当CPU在RUN模式并且当被监视的指令正在被处理时，才能激活状态显示。
（六）使用块的比较，可以用来比较离线和在线的块或者PG的硬盘上的两个用户程序的块。例如，可以利用该功能来确定后来在CPU中是否对程序做过修改及在哪些段上程序不同。
（七）断点调试功能：借助于这个测试功能，可以以语句表显示单步模式测试程序，并且跟踪指令执行的顺序以及有关的寄存器等内容。
四、电气自动化控制设备的维护和检修
（一）日常维护
这是主要工作，维护好了设备才能确保设备正常使用，降低设备成本，提高生产效率，延长使用寿命，降低故障率。周期性的日常维护包括：设备紧固、设备清扫、设备润滑。
（二）定修
定修适用于这种情况：设备出现了隐患，但还能正常使用一段时间，而且各种条件又要求设备必须再使用一段时间。定修有五要素，依次为：环、法、料、人、机。
（三）抢修
抢修适用于设备运行时，突然出现故障的情况。
结束语：提高电气化传动以及自动控制设备的可靠性一直是一个十分重要的问题。根据我国电气化以及自动化设备的可靠性现状，找出影响电气自动化设备可靠性的关键因素，从而提出对于电气化控制以及自动化设备可靠性的设定还有试验、日常维护方法，达到进一步提高电气控制及自动化设备的可靠性的最终目的。
参考文献：
[1]徐海波，朱常兴.电气自动化控制设备的可靠性研究分析.黑龙江科技信息[J].2011（08）.
[2]谭海军，何枰.探究如何对电气自动化控制设备进行可靠性测试.科技致富向导[J].2012（24）.
[3]孙志礼，陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京：科学出版社，2003.
[4]张伟林，宋修臣.浅谈电气自动化控制设备可靠性测试的方法[J].中小企业管理与科技，2009（21）.