王 崢 張俊杰 劉喜松

1 引言

制藥車間對(duì)生產(chǎn)的環(huán)境具有很高的要求，尤其是潔凈車間。我國(guó)出臺(tái)的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》中對(duì)制藥車間的環(huán)境有明確的規(guī)定。這就對(duì)車間的空調(diào)系統(tǒng)提出了較高的要求，使車間的溫度、濕度、壓力、潔凈度等參數(shù)保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。制冷系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)的一部分，它起到制冷和除濕的作用。因此保證制冷系統(tǒng)的正常工作是十分重要的，尤其是大型藥廠，它的車間數(shù)量很多，制冷系統(tǒng)的維護(hù)工作量較大，因此只有掌握制冷的設(shè)備及其控制的組成，才能有效地進(jìn)行維護(hù)及維修工作。

2 制冷控制系統(tǒng)的介紹

與民用的制冷系統(tǒng)具有較大的區(qū)別，首先制藥車間空調(diào)配備的是大型制冷系統(tǒng)，功率較大，因此在控制系統(tǒng)中配備有較多的功率器件。其次要求制冷系統(tǒng)運(yùn)行要穩(wěn)定，否則會(huì)使車間的環(huán)境遭到破壞。我公司是國(guó)有大型生物制藥企業(yè)，制冷系統(tǒng)數(shù)量較多，而且是多個(gè)公司的產(chǎn)品。但是，他們的制冷系統(tǒng)的組成還是十分相似，尤其是控制系統(tǒng)，基本上采用可編程控制器（PLC）作為中央控制器。因此，掌握PLC的控制特點(diǎn)是十分必要的。對(duì)于單個(gè)制冷系統(tǒng)一般采用小型PLC即可完成控制功能，這類PLC大多數(shù)CPU模塊本身具有數(shù)字量輸入（DI）、輸出（DO），另外還可以進(jìn)行模塊的擴(kuò)展包括數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出、通訊等模塊。在制冷系統(tǒng)的維修過程中，我們可以從操作屏上得到系統(tǒng)故障報(bào)警提示，根據(jù)提示和電路圖就能夠找到PLC與之對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)。我們可以通過觀察數(shù)字量的指示燈并對(duì)模擬量進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量來確定PLC的好壞。一般情況下，PLC的CPU及其擴(kuò)展模塊本身?yè)p壞的可能性較小，大多數(shù)還是外圍器件的故障率較高。

3 制冷系統(tǒng)故障分析及解決方法

制冷系統(tǒng)的故障原因較多，下面我結(jié)合我公司制冷系統(tǒng)曾經(jīng)出現(xiàn)過的故障介紹產(chǎn)生故障的原因及解決方法。

3.1 壓縮機(jī)故障

在對(duì)壓縮機(jī)的故障監(jiān)測(cè)上，一般控制系統(tǒng)都采集壓縮機(jī)接觸器的熱繼電器狀態(tài)，熱繼電器有常開觸電和常閉觸點(diǎn)，如果壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流過大，熱繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化。CPU的DI會(huì)檢測(cè)到這種變化，而停止壓縮機(jī)運(yùn)行。對(duì)于有些壓縮機(jī)還設(shè)有的馬達(dá)保護(hù)器，一般情況下，廠家為了節(jié)省控制器DI的數(shù)量，會(huì)將馬達(dá)保護(hù)器的觸點(diǎn)和接觸器的熱繼電器觸點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)起來使用。這樣熱繼電器和馬達(dá)保護(hù)器均使用常閉觸點(diǎn)。在這種故障報(bào)警發(fā)生后，首先我們會(huì)測(cè)量壓縮機(jī)的線圈的電阻值是否正確，然后使用搖表檢測(cè)壓縮機(jī)線圈的絕緣程度，以及是否有匝間短路等情況。另外還可以檢測(cè)熱繼電器和馬達(dá)保護(hù)器的好壞等其它因素的影響。

3.2 高壓故障

系統(tǒng)出現(xiàn)高壓故障主要是冷凝器的散熱情況不好，往往是冷凝風(fēng)扇由于故障而停止運(yùn)行或轉(zhuǎn)速低等情況引起。在我們接觸的控制冷凝風(fēng)扇的方式中主要有兩種，第一種是依靠壓控裝置啟動(dòng)和停止冷凝風(fēng)扇。這種控制方法簡(jiǎn)單，但是風(fēng)扇有可能出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)的情況，故障出現(xiàn)時(shí)需要檢測(cè)壓控裝置的好壞，如果熱繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生改變，則需要檢測(cè)風(fēng)扇的線圈電流數(shù)值。第二種是通過檢測(cè)冷凝器出口的壓力，從而控制冷凝風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，這種控制方式更加合理。在冷凝器的出口安裝有壓力變送器，如果冷凝風(fēng)扇不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則需要測(cè)量壓力變送器是否輸出電流或電壓信號(hào)。這種電信號(hào)往往送入變頻器內(nèi)，系統(tǒng)通過變頻器控制冷凝風(fēng)扇的頻率。我們可以通過計(jì)算來了解變頻器是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，例如壓力變送器的測(cè)量范圍是0～2 MPa，輸出信號(hào)為4～20 mA。變頻器的增益頻率設(shè)定為50 Hz，則4～20 mA對(duì)應(yīng)0～50 Hz。這樣，我們就可以得到頻率對(duì)應(yīng)電流的計(jì)算公式即：頻率=（電流-4）*50/16。我們可以將萬(wàn)用表串聯(lián)進(jìn)電路中，從而測(cè)得電流數(shù)值，通過公式即可得知當(dāng)前變頻器的運(yùn)行頻率是否正常。另外在這種情況下，變頻器的運(yùn)行和停止一般通過端子來控制。如果變頻器頻率為0，還要檢測(cè)它的啟動(dòng)端子是否閉合。當(dāng)然，除了控制方面之外還有其它一些原因，比如管路堵塞、毛細(xì)管堵塞、散熱器臟污等。

3.3 低壓、油壓故障

低壓和油壓故障一般和控制系統(tǒng)關(guān)系不大。低壓一般是冷媒充注量太少、冷媒管路或元件有泄漏點(diǎn)、環(huán)境溫度過低、水循環(huán)不好等因素影響。油壓一般是缺油或油壓差繼電器設(shè)定過高等一系列因素影響。當(dāng)然這種故障發(fā)生時(shí)，我們可以通過察看CPU的DI狀態(tài)或屏幕報(bào)警提示了解故障的情況。

3.4 冷凝風(fēng)機(jī)故障

冷凝風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，除了機(jī)械上的原因外，主要是線圈損害。主要分3個(gè)步驟來判斷，首先用萬(wàn)用表測(cè)量線圈阻值是否正常，其次用搖表檢測(cè)絕緣程度，如果電源空氣開關(guān)斷開，有可能是匝間短路引起。另外還要察看熱繼電器的狀態(tài)。

3.5 電源故障

為了保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備，主要是防止壓縮機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)缺相或過欠壓，一般情況下，系統(tǒng)都安裝有三相電源保護(hù)器。電源保護(hù)器需要接入三相電源的火線，當(dāng)檢測(cè)到電源缺相或過欠壓時(shí)保護(hù)器的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。CPU檢測(cè)到這一動(dòng)作，會(huì)停止系統(tǒng)運(yùn)行并報(bào)警。

3.6 通訊故障

PLC的485口有時(shí)會(huì)出現(xiàn)燒壞的情況，主要原因是產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓或靜電造成的。在485口的數(shù)據(jù)通訊端D+和D-內(nèi)部接有兩個(gè)限流電阻、橋式整流和齊納二極管、RS485芯片等。因此故障就集中在電阻、齊納二極管、RS485芯片可能損壞這三個(gè)原因中。在日常維護(hù)中我們需要注意不能帶電插拔485接口電纜，另外在冬季人體經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)靜電，因此需要在釋放人體靜電之后再接觸485口。

3.7 控制器故障

如果出現(xiàn)DI或DO損壞，在可以進(jìn)入CPU程序的條件下，可修改程序更換DI或DO。但是系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了CPU的SF燈報(bào)警亮而停止運(yùn)行，則極有能是元件損壞。在這種情況下，就只能更換硬件了。

4 小結(jié)

大型制冷控制系統(tǒng)的故障并不是很復(fù)雜，故障原因也較容易分析而得到解決。系統(tǒng)維護(hù)人員需要掌握電氣控制、PLC、制冷技術(shù)等知識(shí)。在科技飛速發(fā)展的今天，制冷技術(shù)也必然得到較快的進(jìn)步，制冷控制系統(tǒng)的發(fā)展也必將達(dá)到一個(gè)更高的水平。

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