水泥企业PLC控制系统的常见故障与处理

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【摘 要】可编程序控制器（plc）其性能可靠、性价比高、维护简便， 在水泥生产控制中得到了广泛的应用。但使用中， 因设计、使用或维护等方面原因， 其电源模块、存储模块、输入输出模块及其线路会产生各类故障。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，元器件设备故障发生点有较明白的估计，以便采取措施。结合故障实例， 详细介绍和分析总结了PLC常见故障以及产生原因和处理措施。同时， 总结了PLC系统的维护和保护的相关要求及技术措施。

【关键词】PLC；故障；维护；措施

1、PLC的常见故障与处理

多年维护实践证明， PLC控制系统的故障， 通常出现在线路上（如转换开关、行程开关、限位开关信号；传感变送器的输出开关信号；接触器、继电器的触点通断信号；以及接线端子和接线盒）。这些故障， 只要分析方法得当， 故障是不难排除的。因为 PLC具有一定的自检功能， 而且在系统运行周期中都有自诊断处理阶段， 因此 PLC的自身故障可以通过自诊断来判断， 外部故障则主要依据程序来分析。PLC在工作过程中一旦出现故障， 首先要进行总体检查。 总体检查的目的是找出故障点的大方向，做到有的放矢。然后再逐步细化， 确定故障点，充分了解故障、故障发生点和故障现象；了解故障是否具有再生性、重复性以及规律性， 是否与其它设备有关等。最后再逐步分析故障产生的原因， 对症下药， 设法予以排除。

1.1.通信故障

PLC系统 I/O总线的插接口是通信故障的多发地段， 应做重点检查。实例分析： 2001 年 6 月 24 日，A 公司 DCS 控制系统窑尾料浆真空过滤系统成组启动失控（启动不了） ， 中控显示此番号的所有继电器不动作。笔者推测有三种情况会导致此现象：

① 该番号的输入/输出模块损坏； ② 该番号的 I/O总线接触不良；③ 成组启动联锁条件不够。检查窑尾料浆真空过滤成组启动条件满足。由于SIEMENS SIMATIC S5―155U 的硬件为模块化结构， 模块采用插接方式， 模块经长期插拨之后， 会造成局部印刷板或基板处的总线损坏。经仔细检查， 发现窑尾料浆真空过滤系统输出模块基板处的总线有明显的损坏现象， 导致 I/O总线接触不良。更换基板后， 窑尾料浆真空过滤系统成组启动功能恢复正常。

1.2输入/输出回路故障

由于输入/输出直接与外部设备相连， 因而是最容易出故障的部位， 此类故障差不多占到 PLC系统故障的 90%。输入/输出回路故障容易判断， 更换简捷方便，但必须查明原因。输入/输出模块损坏多是由外部原因造成的， 如果不及时查明原因， 及时消除外部故障， 那么此类故障对 PLC 的危害也是较大的， 这在日常维护中必须引起足够的认识。实例分析： 2000年 8月16日， A公司新线 DCS窑系统正在正常运行时， 由于操作不当， 窑内产生正压， 加之窑尾密封圈密封不严， 大量炙热窑灰喷出覆盖了窑尾密封圈下的信号电缆桥架， 电缆绝缘熔化短路， 致使 UPS柜内的空气开关跳闸， 部分输入/输出模块损坏， 从而使烧成窑尾系统整个输入/输出模块处于瘫痪状态。为防止出现类似事故， 我们将信号电缆桥架移位并架空， 以便做到万无一失。

1.3第三类故障――输入信号偏离

在 PLC的数据采集中， 其输入的模拟量或开关量有一定的范围和要求， 输入信号超出此范围， 会造成输入信号的偏离；输入信号偏离后， PLC对输入不会有响应，输入状态同样不能被 PLC所接收。实例分析：2004 年 8 月 15 日， A公司新线 #7 水泥磨启动不了，检查为磨机轴承稀油站故障，PLC（殴姆龙 OMRON C200H 型） 指示稀油站启动联锁不满足条件。 现场检查高低压油泵压力正常，检查输入状态指示灯，发现磨机前站高压油泵压力正常无指示（高压油泵压力正常与主电机启动联锁）。用电笔验电， 电笔指示灯亮， 于是怀疑此路输入模块损坏， 更换同型号输入模块后， 故障依然。用万用表电压档检测此输入电压， 显示为 150V左右， 明显低于 220 V标准电压， 超出电压范围要求， 导致输入无响应。

1.4执行机构故障

执行机构在使用中出现的故障主要表现为电气部分故障和机械部分故障执行机构的故障查找方法一般是：首先将执行机构转入，硬操，控制状态，即直接手动给定，看机构是否正确执行。如果硬操正常，则再转入软操，即输入信号来操作，看是否正常；如果硬操不正常，则应检查执行机构电气控制部分是否正常，调节机构是否卡滞等。如电动机液压机构，机械机构，执行机构是否灵活可用，控制器是否有效等，很好地保证了整个控制系统的有效性。

2、PLC系统的维护与保养

对于大中型 PLC 系统， 应制订维护保养规章制度，并做好运行、维修和保养记录， 以便总结经验，增强业务能力和业务水平。

2.1检查设备安装、连接线等有无松动现象；接点、焊点有无松动、脱落或氧化发热等现象。同时，除尘去污， 清除杂物， 保持 PLC 所处环境的清洁。

2.2校验输入信号是否正常， 有无出现偏差、减弱等异常情况。检查市电输入电压是否在允许范围之内。

2.3 PLC内的电池应定期更换， PLC中配有锂电池， 以保证短期停电时可保存一些必要的信息（即用锂电池向 CMOS存储器供电） ， 锂电池寿命通常为 35 年。

2.4 定期对 PLC 系统进行检查保养， 两次保养时间间隔通常是半年左右， 最长不要超过 1 年。特别情况下， 还应根据实际的运行使用情况缩短定检的时间间隔。

2.5 安装和拆卸 PLC 各种模块或相关设备时，必须注意先切断电源， 以防止设备的损坏和人身安全受到伤害。

3、结语

我们的实践体会是：在水泥生产控制中， 采用性能可靠、性价比高、维护简便的 PLC系统确实很好。但如何减少系统的各类运行故障， 如何及时查找各类故障原因和如何采取有效技术措施， 是提高系统高品质运行的关键。这其中涵盖了设计、 使用和维护等多个方面， 本文就我公司的生产实践进行了经验总结， 期望对水泥工业 PLC系统的维护和应用提供借鉴。

过程控制系统本身是一个完整的系统，所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性，单独的对某一部分的优化有时并不能提高系统的整体性能如过分追求元器件的精度而不考虑实际的需要以及和相关设备精度的匹配，将徒然增加系统成本 在日常维护中也有过把系统越改越复杂的现象，如采用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，违背了经济 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。

【参考文献】

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