看一看：PLC过程控制系统常见故障的分布分析及维

引言为了延长PLC控制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障产生点有较明白的估计，也就是说，要知道全部系统哪些部件最容易出故障，以便采取措施。现以我厂特种水泥1号线的PLC进程控制系统为例，对PLC进程控制系统故障散布规律进行分析，希望能对PLC进程控制系统的系统设计和U常保护有所帮助。1系统故障的概念 系统故障1般指全部生产控制系统失效的总和，它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩大机箱、I／O模块及相干的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I／O端口和现场控制检测设备，如继电器、接触器、阀门、电动机等。2系统的故障统计及分析处理2．1我厂特种水泥1号线进程控制系统简介 2000年该系统改造时采取日本2菱公司的A2系列PIC为核心组成的PLC进程控制系统。系统配置如图1。图1 系统配置框图

该系统有2个集中控制室：窑尾控制室和窑头控制室，其中窑头控制室为主站；2个现场工作站：窑尾生料自动配料工作站和窑尾成球盘自动加水成球工作站；2个电视监控系统：预热器进口下料监控和窑头电视看火。现场工作站是独立的微机自动控制系统，它与主站只进行模拟量的通讯和开关量的联锁。主站与从站间采取帧同步全双工通讯方式：2．2系统故障数据的统计 该系统运行近3年来PLC故障统计如表1。

现场控制设备故障统计如表2。

经统计，系统故障总计126次，其中PLC的故障比例约为4．7％，现场部分故障比例约为95．3％，：对照其他PLC进程控制系统的故障数据，并考虑该系统运行时间不是很长，该比例比较接近1般PLC进程控制系统的故障散布规律，有1定的普遍性。1般来讲PIC部分的故障比例约为5％，现场控制设备的故障比例约为95％。PLC进程控制系统故障散布的估计图[1]如图2。 图2系统的故障散布

2．3系统故障分析及处理2．3．1PLC主机系统 PLC主机系统最容易产生故障的地方1般在电源系统和通讯网络系统，电源在连续工作、散热中，电压和电流的波动冲击是不可避免的。通讯及网络受外部干扰的可能性大，外部环境是造成通讯外部设备故障的最大因素之1。系统总线的破坏主要由于现在PLC多为插件结构征地拆迁补偿纠纷怎么办，长时间使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线破坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下买的房子遇拆迁怎么办，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线消耗的缘由。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采取可擦写ROM，其使用寿命除主要与制作工艺相干外，还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都采取高性能的处理芯片，故障率已大大降落。对PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平，加装降温措施，定期除尘，使PLC的外部环境符合其安装运行要求；同时在系统维修时，严格依照操作规程进行操作，严防人为的对主机系统造成侵害。2．3．2PLC的I／O端口PLC最大的薄弱环节在I／O端口。PLC的技术优势在于其I／O端口，在主机系统的技术水平相差无几的情况下，I／O模块是体现PLC性能的关键部件，因此它也是PLC破坏中的突出环节。要减少I／O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，首先要依照其使用的要求进行使用，不可随意减少其外部保护设备，其次分析主要的干扰因素，对主要干扰源要进行隔离或处理。2．3．3现场控制设备 在全部进程控制系统中最容易产生故障地点在现场，表2列出了现场中最容易出故障的几个方面。1)第1类故障点(也是故障最多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的平常保护中，电气备件消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要缘由除产品本身外，就是现场环境比较卑鄙，接触器触点易打火或氧化，然后发热变形直至不能使用。在该生产线上所有现场的控制箱都是选用密闭性较好的盘柜，其内部元器件较其他采取敞开式盘柜内元器件的使用寿命明显要长。所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器，改进元器件使用环境，减少更换的频率，以减少其对系统运行的影响。 2)第2类故障多发点在阀门或闸板这1类的设备上，由于这类设备的关键实行部位，相对的位移1般较大，或要经过电气转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换，或利用电动实行机构推拉阀门或闸板的位置转换，机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长时间使用缺少保护，机械、电气失灵是故障产生的主要缘由，因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检，发现问题及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度，常常检查阀门是否是变形，实行机构是否是灵活可用，控制器是否是有效等，很好地保证了全部控制系统的有效性。3)第3类故障点可能产生在开关、极限位置、安全保护和现场操作上的1些元件或设备上，其缘由多是由于长时间磨损，也多是长时间不用而锈蚀老化。如该生产线窑尾料球储库上的布料行走车来回移动频繁，而且现场粉尘较大，所以接近开关触点出现变形、氧化、粉尘梗塞等从而导致触点接触不好或机构动作不灵敏。对这类设备故障的处理主要体现在定期保护，使设备时刻处于完好状态。对限位开关特别是重型设备上的限位开关除定期检验外，还要在设计的进程中加入多重的保护措施。 4)第4类故障点可能产生在PLC系统中的子设备，如接线盒、线端子、螺栓螺母等处。这类故障产生的缘由除设备本身的制作工艺缘由外还和安装工艺有关，如有人认为电线和螺钉连接是压的越紧越好，但在2次维修时很容易导致拆卸困难，大力拆卸时容易造成连接件及其附近部件的侵害。长时间的打火、锈蚀等也是造成故障的缘由。根据工程经验，这类故障1般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中1定要依照安装要求的安装工艺进行，不留设备隐患。 5)第5类故障点是传感器和仪表，这类故障在控制系统中1般反应在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽量与动力电缆分开敷设，特别是高干扰的变频器输出电缆，而且要在PIC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和平常点巡检有关，发现问题应及时处理。 6)第6类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰)，问题的解决或改进主要在于工程设计时的经验和平常保护中的视察分析。 要减小故障率，很重要的1点是要重视工厂工艺和安全操作规程，在平常的工作中要遵照工艺和安全操作规程，严格实行—些相干的规定，如保持集中控制室的环境等等，同时在生产中也要加强这些方面的霄理。3结束语 进程控制系统本身是1个完全的系统，所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性，单独的对某1部分的优化有时其实不能提高系统的整体性能。如过分寻求元器件的精度而不考虑实际的需要和和相干设备精度的匹配，将徒然增加系统本钱。在平常保护中也有过把系统越改越复杂的现象，如采取复杂的控制方式和设备来实现本可以用简单装置来实现的控制，背背了经济、简单、实用的原则，并可能会增加故障率，这也是要注意的地方。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章