張 慧，杜巖開

(風神輪胎股份有限公司，河南焦作 454003)

1 工控PLC控制模塊

目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。開關(guān)量的邏輯控制是PLC最基本、最廣泛的應用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序的控制，需要它們按照一定的邏輯順序條件進行一定的順序動作，并按照相應的邏輯關(guān)系進行聯(lián)鎖保護動作的控制，以及大量離散量的數(shù)據(jù)的采集。傳統(tǒng)上，這些工作是通過氣動或者電氣控制系統(tǒng)來加以實現(xiàn)的。自從有了PLC技術(shù)使其變得異常方便快捷。

目前工控PLC模塊電源都是由穩(wěn)壓電源提供，其優(yōu)點是線路簡單、布線方便，減少了控制過程。缺點是同一模塊的輸入輸出電器元件，如接近開關(guān)、限位開關(guān)、料位指示、各種電磁閥、汽笛、指示燈等電源未加以分割，共用電源導致千變?nèi)f化的現(xiàn)場環(huán)境中，一旦輸入輸出模塊的外圍電器出現(xiàn)短路，就會導致電壓降、電流劇增，誘發(fā)直流電源保護。雖然電壓只有24 V，但短路電流較大，將整個PLC的供電電壓拉低，甚至失去工作能力，引起整個控制過程癱瘓、生產(chǎn)過程中止，直接影響整條生產(chǎn)線的正常運行。

2 常見故障及改進前處理方法

工控PLC模塊電源出現(xiàn)短路故障，比較難處理，因為總電源往往下轄十幾、幾十個輸入輸出模塊或外圍線路，每個模塊都由電源直接供給且沒有任何保護，僅僅在直流總電源的交流側(cè)和直流側(cè)有自動空氣開關(guān)或保險參與保護。維修電工們的傳統(tǒng)處理方法一般有兩種。一種是按圖索驥法。即根據(jù)圖紙?zhí)崾驹诳刂乒駜?nèi)查明每一支PLC模塊的輸入輸出電源部分的線路走向，然后一邊逐個拆除每一支線路的電源部分，一邊憑借著在此過程中所出現(xiàn)的現(xiàn)象來進行判斷，當拆除到某一PLC模塊支路電源部分時，總PLC模塊電源正常了，就說明該PLC模塊支路的外部輸出電源出現(xiàn)了問題，隨后去生產(chǎn)現(xiàn)場進行查找、再徹底處理。另一種查找PLC模塊電源短路點的方法，就是根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境加上日常積累的豐富經(jīng)驗，維修電工們直接深入生產(chǎn)現(xiàn)場，去將自己感覺容易出現(xiàn)短路故障的現(xiàn)場各控制柜、箱、指示燈、電磁閥等元器件進行拆除、測量，從而判斷出短路故障點，然后再加以排除。

上述兩種處理工控PLC模塊電源短路故障的方法，是當前企業(yè)中維修電工們常用和必用的方法。由于缺乏指導方向性，這兩種方法都比較盲目，在不厭其煩的拆卸線頭、元器件的過程中維修工們要耗費大量的精力和時間，甚至在拆卸的過程中導致二次故障的出現(xiàn)，往往最終發(fā)現(xiàn)的短路點就是一個線頭的問題，但整條生產(chǎn)線都被迫停機數(shù)小時，等待處理結(jié)果、等待設備恢復正常。從而嚴重的影響生產(chǎn)設備的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。由于此類故障查找的繁瑣和不易，使維修電工們都很懼怕出現(xiàn)這種故障。

圖1 改進前3#GK270密煉機主機PLC控制模塊原理圖

3 改進后的故障處理方法

怎樣才能高效、迅速的處理這種故障，改變處理這種故障盲目、繁瑣、耗時的現(xiàn)狀呢?

目前，在風神輪胎制造一部煉膠工段3#GK270密煉機工控PLC輸入、輸出電源模塊上，維修電工們經(jīng)過總結(jié)，有針對性的對其進行了改進。首先，他們認真梳理從總控制柜向密煉機各個現(xiàn)場控制柜、箱輸送的線路，找出從PLC輸入輸出部分進入現(xiàn)場的電源線路。然后，測算各個現(xiàn)場控制柜的正常電源電壓和運行電流值。比如，輸入部分的接近開關(guān)在正常電壓為24 V時，其電流值在幾十至一百毫安，而輸出部分的電磁閥線圈電壓為24 V時，其瞬間電流值卻能達到一點多安培。經(jīng)過梳理后，維修電工們掌握了相關(guān)電子元器件的準確運行資料，就能著手進行改造。

我們針對不同PLC輸入輸出模塊電源的功率、電壓、電流選擇相應的自動空氣開關(guān)，將24 V直流電源的輸出部分分成多條支路，并將這些支路經(jīng)過自動空氣開關(guān)后再一路一路的向生產(chǎn)現(xiàn)場進行分配，針對所分配支路的功率、電流大小，選擇合適的自動空氣開關(guān)整定值，保證參與保護控制的自動空氣開關(guān)有效可靠的發(fā)揮作用。

圖2 改進后3#GK270密煉機主機PLC控制模塊原理圖

在實際生產(chǎn)應用中，設備在進行正常的生產(chǎn)運行時，這些自動空氣開關(guān)是不動作的。但當某一輸入或輸出回路的電源部分出現(xiàn)短路故障時，該回路的電流就會瞬間增大至正常值的幾十或上百倍，遠遠大于自動空氣開關(guān)的整定值，這樣就會引起相應的自動空氣開關(guān)迅速跳閘，立即將這一回路的電源斷開，在保持整個控制電源不受短路沖擊和短路電壓降的影響下，為處理這樣的故障贏得時間，而維修電工們在到達現(xiàn)場進行判斷、處理時，只需根據(jù)跳閘的自動空氣開關(guān)所控制的回路，去現(xiàn)場查找這一支路的開關(guān)、線路、電磁閥，很快就可以將此故障徹底處理掉，避免了以往出現(xiàn)此類故障時的盲目、繁瑣過程，為生產(chǎn)的正常運行贏得時間。自從煉膠工段3#GK270密煉機工控PLC輸入輸出電源部分進行這樣的改進后，該密煉機PLC輸入輸出模塊電源從未再出現(xiàn)讓維修電工們勞心費神、盲目查找短路故障的現(xiàn)象發(fā)生。

這類針對設備生產(chǎn)現(xiàn)狀而進行的改進，充分展現(xiàn)出了一線維修電工們的智慧和能力，雖然只是一處小小的改進，但它對提高設備的維修效率、延長設備使用壽命，起著積極的作用。生產(chǎn)生活中，我們都會面對許多各種各樣的事情，事實證明，只要我們肯動腦筋、多動手、多去有針對性的考慮實際問題、去設身處地解決問題，我們總會找到解決問題的辦法。