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PLC过程控制中常见的故障分析及维护-网络转载-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2010-06-22  浏览次数:118

  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,也就是说,要知道整个系统哪些部件最容易出故障,以便采取措施。现以特种水泥1号线的PLC过程控制系统为例,对PLC过程控制系统故障分布规律进行分析,希望能对PLC过程控制系统的系统设计和U常维护有所帮助。
  1.系统故障的概念
  系统故障一般指整个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、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。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号线过程控制系统简介
  2000年该系统改造时采用日本二菱公司的A2系列PIC为核心组成的PLC过程控制系统。
  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。主站与从站间采用帧同步全双工通讯方式:
  2.2系统
  故障数据的统计
  经统计,系统故障共计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过程控制系统的故障数据,并考虑该系统运行时间不是很长,该比例比较接近一般PLC过程控制系统的故障分布规律,有一定的普遍性。一般来讲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过程控制系统故障分布的估计
  2.3系统故障分析及处理
  2.3.1PLC主机系统
  PLC主机系统最容易发生故障的地方一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一。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构,长期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损坏,在空气温度变化、湿度变化的影响下,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损耗的原因。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的主存储器大多采用可擦写ROM,其使用寿命除了主要与制作工艺相关外,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用高性能的处理芯片,故障率已经大大下降。对于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,严格按照操作规程进行操作,谨防人为的对主机系统造成损害。
  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损坏中的突出环节。要减少I/O模块的故障就要减少
  外部各种干扰对其影响,首先要按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
  在整个过程控制系统中最容易发生故障地点在现场,表2列出了现场中最容易出故障的几个方面。
  1)第一类故障点(也是故障最多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的日常维护中,电气备件消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外,就是现场环境比较恶劣,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用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,改善元器件使用环境,减少更换的频率,以减少其对系统运行的影响。
  2)第二类故障多发点在阀门或闸板这一类的设备上,因为这类设备的关键执行部位,相对的位移一般较大,或者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,或者利用电动执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。长期使用缺乏维护,机械、电气失灵是故障产生的主要原因,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,经常检查阀门是否变形,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。
  

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