CN108594051A - 一种电气设备故障自动检测方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电气设备故障自动检测方法和***，通过PLC各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端；在PLC内部编写故障检测存储程序，在有电气设备驱动信号的情况下检测出各故障点的各路状态信号，并进行存储。将各路状态信号进行分组，并且针对于每组状态信号，通过位转字功能将每组状态信号转为1个输出字状态；最终上位机根据各输出字状态中的信息，获取各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，得知PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。本发明可以快速且准确的检测到电气设备出现的故障问题，极大提高了电气设备故障检测的工作效率。

Description

一种电气设备故障自动检测方法和***

技术领域

本发明涉及电气故障检修技术领域，特别涉及一种电气设备故障自动检测方法和***。

背景技术

目前电气设备发生故障时，主要是通过专业人员针对故障现象进行仔细观察、分析，然后诊断故障原因。这个过程需要花费大量时间去查找故障点，工作效率极低，且对技术人员技能要求较高，不易保证诊断结果的准确性。

通常排除故障时，所采用的步骤大致可分为：症状分析、设备检查、确定故障点、故障排除以及排除后性能观察，因电气故障现象是多种多样的，例如，同一类故障可能有不同的故障现象，不同故障可能有同种故障现象，这种故障现象的同一性和多样性，给查找故障带来复杂性。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电气设备故障自动检测方法，通过该方法能够准确且快速的检测到电气设备出现的故障问题，并且可以自动、快速且实时的展示检测得到的故障，极大提高了电气设备故障检测的工作效率。

本发明的第二目的在于提供一种实现上述方法的电气设备出现的故障问题。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种电气设备故障自动检测方法，步骤如下：

步骤S1、通过PLC各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端；

在PLC内部编写故障检测存储程序，PLC执行故障检测存储程序，进行以下处理：将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果；根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；

步骤S2、获取状态信号的总路数N，将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；

步骤S3、针对于每组状态信号，通过位转字功能将其中多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

步骤S4、上位机读取PLC的各输出字状态STATE；上位机根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，从而得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。

优选的，PLC内部故障检测存储程序包括逻辑与操作功能、检测上升沿操作功能和存储操作功能；

所述步骤S1中：

首先由逻辑与操作功能针对第一IO端口的输入结果和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

然后检测上升沿操作功能检测当前逻辑与操作结果是否发生跳变；若发生跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；

最后存储操作功能在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则将输出无效信号作为状态信号；

所述步骤S4中，当状态信号为有效信号时，则上位机通过对应其所转换成的输出字状态STATE的对应位判断该状态信号为故障信号，确定PLC对应第一IO端口所连接的电气设备故障点出现故障。

更进一步的，所述T为一个PLC循环周期。

更进一步的，所述PLC内部故障检测存储程序还包括关闭延迟操作功能；

所述步骤S1中第二IO端口的输入结果通过关闭延迟操作后再通过和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；其中第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作的具体过程如下：

当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，第二IO端口的输入结果直接和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

所述逻辑与操作功能针对第一IO端口的输入结果和关闭延迟操作后输出的结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

所述PT大于一个PLC循环周期。

更进一步的，所述有效信号为高电平信号，无效信号为低电平信号；或者所述有效信号为低电平信号，无效信号为高电平信号。

优选的，还包括以下步骤，将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE，将每组状态信号对应得到的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；

上位机读取PLC中各输出位状态F_STATE逻辑或操作后的结果，根据该结果控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种电气设备故障自动检测***，包括PLC和上位机，所述PLC的各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点，用于接收各个故障点发送的信号；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端，用于接收驱动信号；

所述PLC内部包括故障检测存储功能模块FDS，用于存储故障检测存储程序供PLC调用，通过存储故障检测存储程序实现将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果，并且根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

所述上位机连接PLC，用于读取PLC的各输出字状态STATE；用于根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，以得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。

优选的，所述故障检测存储功能模块FDS包括：

逻辑与操作功能模块AND，用于针对第一IO端口的输入结果和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

检测上升沿操作功能模块R_TRIG，用于检测当前逻辑与操作结果是否发生跳变；若发生跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；

存储操作功能模块SR；用于在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则输出无效信号作为状态信号；

状态信号分组模块，用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组；

位转字功能模块，用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE。

更进一步的，所述故障检测存储功能模块FDS还包括：

关闭延迟操作功能模块TOF，用于对第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作，具体为：当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，关闭延迟操作功能模块用于直接输出第二IO端口的输入结果，由其直接输出的第二IO端口的输入结果和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能模块启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

所述逻辑与操作功能模块AND针对于第一IO端口的输入结果和关闭延迟操作功能模块TOF进行逻辑与操作；

所述PT大于一个PLC循环周期。

优选的，所述故障检测存储功能模块FDS还包括：

第一逻辑或操作模块，用于将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE；

所述PLC内部还包括：

第二逻辑或操作模块，用于将每组状态信号对应的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；

所述上位机读取PLC中第二逻辑或操作模块输出结果，根据该结果控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明一种电气设备故障自动检测方法和***，通过PLC各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端；在PLC内部编写故障检测存储程序，通过该程序PLC能够在有电气设备驱动信号的情况下检测出各故障点的各路状态信号，并进行存储。在PLC中将各路状态信号进行分组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16，针对于每组状态信号，通过位转字功能将每组状态信号中的所有信息位状态转为1个输出字状态STATE；最终上位机根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，以得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。由上述可知，本发明中PLC将每组状态信号中的各路状态信号打包成一个输出字状态，上位机获取故障信息时，直接读取一个输出字状态时即可得到每组状态信号，因此本发明通过PLC作为下位机可以快速且准确的检测到电气设备出现的故障问题，并且能够通过上位机自动、快速且实时的展示检测得到的故障，极大提高了电气设备故障检测的工作效率。

(2)本发明电气设备故障自动检测方法和***中，每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE，将每组状态信号对应的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；上位机读取PLC中各输出位状态F_STATE逻辑或操作后的结果，根据该结果可以控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口；由上述可知，本发明中，针对每组状态信号中的各路状态信号，通过逻辑或操作后得到对应输出位状态F_STATE，上位机通过各输出位状态F_STATE逻辑或操作控制是否弹出故障信息显示窗口，本发明上述实现方式使得上位机在只要有一路状态信号为故障信号时就能弹出故障信息显示窗口，能够起到很好的警示作用。

(3)本发明电气设备故障自动检测方法和***中，PLC内部故障检测存储程序包括关闭延迟操作功能；在本发明中，第二IO端口的输入结果通过关闭延迟操作后再通过和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；具体为：当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，第二IO端口的输入结果直接和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；其中PT大于一个PLC循环周期。本发明上述关闭延迟操作功能能够保证电气设备跳停后PLC还能有PT的时间处于故障检测状态，从而保证故障点检测信号采集完整，进一步保障故障检测结果的准确性。

(4)本发明电气设备故障自动检测***中，PLC内部包括故障检测存储功能模块FDS，通过该模块存储故障检测存储程序，方便PLC更方便快捷的调用故障诊断存储程序，避免大量设备做故障诊断时重复编写FDS内部的故障诊断存储程序，减少工作量。

附图说明

图1是本发明电气设备故障自动检测***结构框图。

图2是本发明在PLC内部编写的故障检测存储程序图。

图3a是本发明中故障检测存储功能模块FDS的示意图。

图3b是发明中故障检测存储功能模块FDS的各输入和输出的注释图。

图4a是本发明中故障检测存储功能模块FDS中16路故障检测存储程序图。

图4b是本发明中位转字功能模块结构示意图。

图4c是本发明中16路状态信号或逻辑操作功能示意图。

图5a是本发明中针对于煤磨主电机进行故障检测时在PLC内部编写的故障检测存储程序图。

图5b是本发明中针对于煤磨主电机进行故障检测时上位机对应PLC内部存储的数据块信息。

图6a和6b分别是本发明中针对于煤磨主电机进行故障检测时上位机弹出的故障信息窗口图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种电气设备故障自动检测方法，步骤如下：

步骤S1、通过PLC各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端；在PLC内部编写故障检测存储程序，PLC执行故障检测存储程序，进行以下处理：将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果；根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；

步骤S2、获取状态信号的总路数N，将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；其中，在本实施例中，针对于N路状态信号进行分组的过程如下：

首先判断步骤S1获取到的状态信号的总路数N是否大于16；

若是，则当N能够被16整除时，则将状态信号划分为N/16组，否则划分为[N/16]+1组，其中[N/16]表示N除以16后取整；

若否，则将所有路状态信号划分为一组信号。

步骤S3、针对于每组状态信号，通过位转字功能将其中多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；在本实施例中，当该组状态信号中状态信号的路数小于16时，则将多路状态信号对应的多个信息位状态后面的各位补充无效信号电平后变成16位。

步骤S4、上位机读取PLC的各输出字状态STATE；上位机根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，从而得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障，同时上位机根据各输出字状态STATE中的信息控制故障信息在其人机交互界面窗口中显示。

在本实施例中，当故障点产生的正常信号是低电平，故障信号是高电平信号时，则有效信号为高电平信号，无效信号为低电平信号。当故障点产生的正常信号是高电平，故障信号是低电平信号时，则有效信号为低电平信号，无效信号为高电平信号。上位机从PLC读取到各输出字状态STATE后，通过各输出字状态STATE的各位信息获知到对应各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，当输出字状态STATE的某一位的电平是高电平1时，则输出字状态STATE该位所对应的状态信号为故障信号，此时上位机可以控制在人机交互界面窗口中显示出相应的故障信息。

在本实施例中PLC内部故障检测存储程序包括关闭延迟操作功能、逻辑与操作功能、检测上升沿操作功能和存储操作功能，如图2中所示：

第二IO端口的输入结果通过关闭延迟操作后再通过和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；其中第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作的具体过程如下：

当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，第二IO端口的输入结果直接和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；在本实施例中，PT大于一个PLC循环周期。

逻辑与操作功能针对第一IO端口的输入结果和第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作后输出的结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

检测上升沿操作功能检测当前逻辑与操作结果是否发生从0到1的跳变；若发生跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；在本实施例中，T为一个PLC循环周期。

存储操作功能在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则将输出无效信号作为状态信号；

本实施例步骤S4中，当状态信号为有效信号时，则上位机通过对应其所转换成的输出字状态STATE判断该状态信号为故障信号，确定PLC对应第一IO端口所连接的电气设备故障点出现故障。

在本实施例中，将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE，将每组状态信号对应的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；上位机读取PLC中各输出位状态F_STATE逻辑或操作后的结果X，根据该结果X控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口，在本实施例中，当上位机通过以太网接口读取到PLC中各输出位状态F_STATE逻辑或操作后的结果X为1时，就在其人机交互界面弹出故障信息显示窗口，因此当任一路状态信号出现故障时，上位机都能自动弹出故障信息显示窗口，同该故障信息显示窗口显示故障信息。

在本实施例中，还公开了一种电气设备故障自动检测***，如图1所示，包括PLC和上位机；

PLC的各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点，用于接收各个故障点发送的信号；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端，用于接收驱动信号；

在本实施例中，PLC内部包括故障检测存储功能模块FDS：

用于存储故障检测存储程序供PLC调用，通过存储故障检测存储程序实现将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果，并且根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；

用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

在本实施例中，上位机通过以太网接口连接PLC，用于读取PLC的各输出字状态STATE；用于根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，以得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。

在本实施例中，如图2中所示，故障检测存储功能模块FDS包括：

关闭延迟操作功能模块TOF，用于对第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作，具体为：当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，关闭延迟操作功能模块用于直接输出第二IO端口的输入结果，由其直接输出的第二IO端口的输入结果和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能模块启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；PT大于一个PLC循环周期。其中，如图2所示，在本实施例中，关闭延迟操作功能模块TOF包括两个输入，分别是电气设备检测驱动信号DR即第二IO端口的输入结果以及内部时间ET信号。当DR变量为“1”时，关闭延迟操作功能模块TOF输出”Q”为"1"，故障检测存储程序生效；当DR变量由“1”变为“0”时，关闭延迟操作功能模块TOF内部时间(ET)启动，内部时间达到PT的值(PT的时间值须大于一个PLC循环周期时间)，则”Q”变为"0"，故障检测存储程序无效。

逻辑与操作功能模块AND，用于针对第一IO端口的输入结果和关闭延迟操作功能模块TOF输出结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；其中，如图2所示，在本实施例中，逻辑与操作功能模块AND包括两个输入信号，分别是第一IO端口的输入结果以及关闭延迟操作功能模块TOF输出结果；逻辑与操作功能模块AND的IN变量为第一IO端口的输入结果，即故障点的信号，当故障点出现故障时，IN变量变为"1"，且当关闭延迟操作功能模块TOF输出结果为“1”，即逻辑与操作功能模块AND的IN1输入处也为“1”(即故障检测存储程序生效)时，逻辑与操作功能模块AND输出OUT为“1”。

检测上升沿操作功能模块R_TRIG，用于检测当前逻辑与操作结果是否发生"0"到"1"的跳变；若发生"0"到"1"的跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；其中，如图2所示，在本实施例中，检测上升沿操作功能模块R_TRIG包括CLK信号输入，CLK信号来自于逻辑与操作功能模块AND的输出OUT；当检测上升沿操作功能模块R_TRIG检测到CLK输入处存在从"0"到"1"的跳变时，则输出将变为“1”，并保持一个PLC循环周期时间内为“1”，随后输出Q返回到"0"。

存储操作功能模块SR；用于在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则将输出无效信号作为状态信号，其中通过复位信号可以清除故障信息；其中，如图2所示，在本实施例中，存储操作功能模块SR包括两个输入S1和RESET，分别为检测上升沿操作功能模块R_TRIG的输出Q以及复位信号；当存储操作功能模块SR检测到其S1输入变为"1"时，其输出Q1将变为"1"，对应F变量为“1”；即使输入S1恢复为"0"，此状态也保持不变。当输入R变为"1"时，输出Q1恢复为"0，F变量为“0”。如果输入S1和R同时为"1"，则优先输入S1会将输出Q1设置为"1"，F变量为“1”。F变量用于存储检测的故障信息，F变量为“1”时处在有故障状态，F变量为“0”时处在无故障状态。

状态信号分组模块，用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；在本实施例中，状态信号分组模块针对于N路状态信号进行分组的方式如下：状态信号的总路数N大于16时，则当N能够被16整除时，则将状态信号划分为N/16组，否则划分为[N/16]+1组，其中[N/16]表示N除以16后取整；状态信号的总路数N小于16时，则将所有路状态信号划分为一组信号。

位转字功能模块BOOL_TO_WORD，用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

第一逻辑或操作模块，用于将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE；

在本实施例中，PLC内部还包括：

第二逻辑或操作模块，用于将每组状态信号对应的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；

上位机通过以太网接口读取PLC中第二逻辑或操作模块输出结果，根据该结果控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口。

在本实施例中，将PLC中产生的每16路状态信号F0至F15划分为一组，并且转换输出字状态STATE，同时得到输出位状态F_STATE，对应由如图3a所示的故障检测存储功能模块FDS实现，FDS根据输入的16个故障点对应的16路信号IN0至IN15获取到16路状态信号F0至F15。其中故障检测存储功能模块FDS输入信号IN0至IN15以及输出信号F0至F15的注释如图3b所示；其中如图4a所示，故障检测存储功能模块FDS中的IN0至IN15分别是PLC的16个第一IO端口对应输入的16路信号，即对应16个故障点的信号，DR为是PLC中第二IO端口对应输入的电气设备检测驱动信号，输入到PLC的IN0至IN15各路信号分别经过关闭延迟操作功能模块TOF、逻辑与操作功能模块AND、检测上升沿操作功能模块R_TRIG以及存储操作功能模块SR后得到对应的状态信号F0至F15，即输入到PLC的IN0至IN15各路信号分别经过关闭延迟操作、逻辑与操作、检测上升沿操作以及存储操作功能后得到对应的状态信号F0至F15。如图4b所示，通过位转字功能将F0至F15共16路状态信号转为1个输出字状态STATE，同时如图4c所示，将F0至F15进行逻辑或操作后得到输出位状态F_STATE。上位机通过以太网接口读取PLC中的一个输出字状态STATE即可检测出PLC输入的16路信号IN0至IN15是否为故障信号。

将本实施例上述方法和***应用于煤磨主电机73B04的26个故障点进行检测时，在PLC内部通过编程软件Unity Pro XL直接调用的故障检测存储程序如图5a所示，其中调用2次故障检测存储程序，分别为FDS_1和FDS_2，其中FDS_1输入16个故障点的信号，FDS_1输入10个故障点的信号，26个故障点的信号分别对应检测的26种故障信息如图5b所示，其中FDS_1输出的16路状态信号转换成输出字状态M73B04M1_STATE后存储在PLC的地址为％MW232中，FDS_2输出的16路状态信号转换成输出字状态M73B04M2_STATE后存储在PLC的地址为％MW233中，上位机通过以太网接口读取PLC中的存储地址％MW232和％MW233即可获取到26路状态信号，从而能够判断26路状态信号对应的26个故障点是否出现故障。

图5a和图5b中所示的M73B04MF_STATE为73B04存储故障状态变量，对应为FDS_1输出的16路状态信号和FDS_2输出的10路状态信号进行逻辑或操作后的结果，该变量在PLC中的存储地址为％M500，上位机通过读取该存储地址的变量确定是否要弹出故障信息显示窗口。

如图5a和图5b中所示的M73B04_RESET为清除73B04存储故障信息信号变量，在PLC中的存储地址为％M664。如图5a中所示的M7304_ST为73B04的开机信号变量，当M7304_ST为“1”时自动清除故障存储信息。

在上位机设计组态软件GE iFIX，在iFIX数据管理器中增加如图5b所示的73B04存储故障信息的数据块，其中GE iFIX通过MBE驱动读写73B.04所在的PLC控制站LCS73的数据。如图6a所示为上位机通过读取PLC各输出字状态后在人机交互界面显示的故障信息，无故障时，相应的故障状态及文字显绿色；当有故障时，相应的故障状态及文字变成红色。如图6b所示为当73B04出煤磨主轴承温度发生故障时，在上位机人机交互界面所弹出的故障信息显示窗口。在本实施例中图6b对应窗口可以自动弹出。当点击图6a或图6b中的清除故障信息按钮时，可以使得故障检测存储功能模块FDS中的存储操作功能模块SR的复位信号变为零，此时可以清除故障检测存储功能模块FDS中存储的16路状态信号。

在此需要说明的是，上述各实施例提供的电气设备故障自动检测***中PLC仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气设备故障自动检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤S1、通过PLC各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端；

在PLC内部编写故障检测存储程序，PLC执行故障检测存储程序，进行以下处理：将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果；根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；

步骤S2、获取状态信号的总路数N，将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；

步骤S3、针对于每组状态信号，通过位转字功能将其中多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

步骤S4、上位机读取PLC的各输出字状态STATE；上位机根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，从而得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。

2.根据权利要求1所述的电气设备故障自动检测方法，其特征在于，PLC内部故障检测存储程序包括逻辑与操作功能、检测上升沿操作功能和存储操作功能；

所述步骤S1中：

首先由逻辑与操作功能针对第一IO端口的输入结果和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

然后检测上升沿操作功能检测当前逻辑与操作结果是否发生跳变；若发生跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；

最后存储操作功能在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则将输出无效信号作为状态信号；

所述步骤S4中，当状态信号为有效信号时，则上位机通过对应其所转换成的输出字状态STATE的对应位判断该状态信号为故障信号，确定PLC对应第一IO端口所连接的电气设备故障点出现故障。

3.根据权利要求2所述的电气设备故障自动检测方法，其特征在于，所述T为一个PLC循环周期。

4.根据权利要求2所述的电气设备故障自动检测方法，其特征在于，所述PLC内部故障检测存储程序还包括关闭延迟操作功能；

所述步骤S1中第二IO端口的输入结果通过关闭延迟操作后再通过和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；其中第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作的具体过程如下：

当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，第二IO端口的输入结果直接和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

所述逻辑与操作功能针对第一IO端口的输入结果和关闭延迟操作后输出的结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

所述PT大于一个PLC循环周期。

5.根据权利要求2或4所述的电气设备故障自动检测方法，其特征在于，所述有效信号为高电平信号，无效信号为低电平信号；或者所述有效信号为低电平信号，无效信号为高电平信号。

6.根据权利要求1所述的电气设备故障自动检测方法，其特征在于，还包括以下步骤，将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE，将每组状态信号对应得到的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；

上位机读取PLC中各输出位状态F_STATE逻辑或操作后的结果，根据该结果控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口。

7.一种电气设备故障自动检测***，其特征在于，包括PLC和上位机，所述PLC的各第一I/O端口分别连接电气设备的各个故障点，用于接收各个故障点发送的信号；同时PLC通过第二IO端口连接电气设备检测驱动信号输出端，用于接收驱动信号；

所述PLC内部包括故障检测存储功能模块FDS，用于存储故障检测存储程序供PLC调用，通过存储故障检测存储程序实现将各第一IO端口的输入结果分别和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到各逻辑与操作后的结果，并且根据各逻辑与操作后的结果获取到各路状态信号；其中每一IO端口对应获取到一路状态信号；用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组，其中每组状态信号中状态信号的路数小于等于16；用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE；

所述上位机连接PLC，用于读取PLC的各输出字状态STATE；用于根据各输出字状态STATE中的信息，获取到各组状态信号中的各路状态信号是否为故障信号，以得出PLC各第一IO端口所连接的电气设备故障点是否出现故障。

8.根据权利要求7所述的电气设备故障自动检测***，其特征在于，所述故障检测存储功能模块FDS包括：

逻辑与操作功能模块AND，用于针对第一IO端口的输入结果和第二IO端口的输入结果进行逻辑与操作，得到逻辑与操作结果；

检测上升沿操作功能模块R_TRIG，用于检测当前逻辑与操作结果是否发生跳变；若发生跳变，则产生有效信号，并且保持有效信号在一定时间T内持续，否则产生无效信号；

存储操作功能模块SR；用于在检测到有效信号时，则将该有效信号作为状态信号，并且保持不变，直到检测到PLC输入的复位信号，则输出无效信号作为状态信号；

状态信号分组模块，用于获取状态信号的总路数N，并且将N路状态信号划分成多组；

位转字功能模块，用于针对于每组状态信号，将其中的多路状态信号对应的多个信息位状态转为1个输出字状态STATE。

9.根据权利要求8所述的电气设备故障自动检测***，其特征在于，所述故障检测存储功能模块FDS还包括：

关闭延迟操作功能模块TOF，用于对第二IO端口的输入结果进行关闭延迟操作，具体为：当第二IO端口的输入结果输出有效信号时，检测生效，关闭延迟操作功能模块用于直接输出第二IO端口的输入结果，由其直接输出的第二IO端口的输入结果和第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；当第二IO端口的输入结果输出从有效信号变成无效信号，则关闭延迟操作功能模块启动内部时间ET，在内部时间ET达到PT值时，产生无效信号与第一IO端口的输入结果进行逻辑与操作；

所述逻辑与操作功能模块AND针对于第一IO端口的输入结果和关闭延迟操作功能模块TOF进行逻辑与操作；

所述PT大于一个PLC循环周期。

10.根据权利要求7所述的电气设备故障自动检测***，其特征在于，所述故障检测存储功能模块FDS还包括：

第一逻辑或操作模块，用于将每组状态信号中的各路状态信号进行逻辑或操作后得到一个输出位状态F_STATE；

所述PLC内部还包括：

第二逻辑或操作模块，用于将每组状态信号对应的各输出位状态F_STATE进行逻辑或操作；

所述上位机读取PLC中第二逻辑或操作模块输出结果，根据该结果控制上位机人机界面弹出故障信息显示窗口。