茹學(xué)淵 吳 儀

(山西華圣鋁業(yè)有限公司, 山西 永濟(jì) 044501)

電解質(zhì)殘極處理系統(tǒng)PLC控制部分的故障分布及維修

茹學(xué)淵 吳 儀

(山西華圣鋁業(yè)有限公司, 山西 永濟(jì) 044501)

介紹了殘極處理及電解質(zhì)破碎控制系統(tǒng)，分析了電解質(zhì)殘極處理系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)故障點(diǎn)，確定了PLC控制常見故障處理的一般維護(hù)方法。

PLC； 故障分析； 故障處理； 系統(tǒng)維護(hù)

0 前言

PLC由于具有功能強(qiáng)大、運(yùn)行維護(hù)方便，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，已被廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)。由于冶金行業(yè)的電解質(zhì)和殘極處理環(huán)境條件惡劣，粉塵、導(dǎo)電介質(zhì)多等不利因素，會(huì)影響PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命，為了保障PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)PLC控制系統(tǒng)的使用壽命，需對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件配置、元器件消耗和故障多發(fā)部位有一個(gè)系統(tǒng)和全面的了解和掌握，結(jié)合中鋁華圣鋁業(yè)電解質(zhì)和殘極處理PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題，本文介紹了PLC的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

1 系統(tǒng)故障的定義

系統(tǒng)故障是指殘極處理及電解質(zhì)破碎控制系統(tǒng)故障的總和，它分為PLC系統(tǒng)故障和現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備故障兩部分。PLC系統(tǒng)包括中央處理器、接口模塊、數(shù)字I/O模塊、模擬信號(hào)I/O模塊、存儲(chǔ)器卡、電源模塊及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊等設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括現(xiàn)場(chǎng)I/O信號(hào)的轉(zhuǎn)換模塊及接口和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制，如：溫度、料位、稱重、位移等傳感器和電動(dòng)閥、繼電器、接觸器等執(zhí)行器。

2 破碎系統(tǒng)故障統(tǒng)計(jì)及分析處理

2.1 殘極處理及電解質(zhì)破碎控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

殘極處理及電解質(zhì)破碎系統(tǒng)采用西門子公司的S7- 300系列組成的PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)可編程序控制器進(jìn)行控制及邏輯程序的編制設(shè)定，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電流、電壓、油溫、物料、運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)采集，按照工藝和設(shè)備要求控制殘極處理及電解質(zhì)破碎系統(tǒng)的順序啟車、運(yùn)行生產(chǎn)、生產(chǎn)停機(jī)及故障停機(jī)，從而滿足殘極處理及電解質(zhì)破碎的生產(chǎn)要求。

2.2 系統(tǒng)故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2013—2014年該殘極處理系統(tǒng)的故障見表1。

表1 故障數(shù)量統(tǒng)計(jì) 單位：次

由表1知，系統(tǒng)運(yùn)行兩年故障67次，其中，PLC故障6次，占8.5%；現(xiàn)場(chǎng)61次，占91.4%。PLC設(shè)備：CPU及存儲(chǔ)器4.3%；電源模塊4.8%；I/O模塊2.9%。外部設(shè)備：執(zhí)行器22.9%；信號(hào)傳感器保護(hù)17.14%；接線電纜20%。

從統(tǒng)計(jì)看故障分布，PLC系統(tǒng)占20%～15%，而外部故障占80%～85%。

3 系統(tǒng)故障分析及處理

3.1 PLC主機(jī)系統(tǒng)

PLC主機(jī)系統(tǒng)容易發(fā)生故障的地方主要是電源部分。

電源部分引起的故障主要有兩點(diǎn)：一是電源正常連續(xù)工作中，電壓、電流的波動(dòng)沖擊引起。而對(duì)于PLC電源來(lái)講有時(shí)非正常的沖擊是致命的，那么減少非正常沖擊就顯得至關(guān)重要：(1)盡量保證PLC電源供電的穩(wěn)定性；(2)嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行設(shè)備操作，減少不必要的系統(tǒng)干擾；(3)嚴(yán)禁間斷性、強(qiáng)磁用電設(shè)備和PLC系統(tǒng)共用一路電源；(4)做到PLC系統(tǒng)可靠接地。二是環(huán)境污染引起。由于現(xiàn)場(chǎng)炭粉具有導(dǎo)電特性，其附著在電路板元器件上極易引起短路，造成電源損壞。所以定期對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行除塵就顯得極為重要(要求停電除塵)，同時(shí)對(duì)PLC設(shè)備要做好防塵(除塵和通風(fēng)降溫是個(gè)矛盾體，為解決這個(gè)問(wèn)題，在做好電控柜整體密封同時(shí)增加一個(gè)小引風(fēng)機(jī)，既可起到散熱使用，又可防止灰塵進(jìn)入柜中)PLC電源故障有可能造成一系列其他問(wèn)題，如存儲(chǔ)卡損壞或程序丟失、CPU損壞等。設(shè)備除塵檢查時(shí)一要專業(yè)，二要仔細(xì)，否則會(huì)因一個(gè)很小的差錯(cuò)造成CPU損壞。

表2 CPU模塊及I/O常見故障及處理方法

3.2 PLC系統(tǒng)的I/O模塊及I/O轉(zhuǎn)換

I/O模塊是PLC的主要硬件組成之一，亦是PLC的薄弱環(huán)節(jié)之一，受外部影響較大，如：強(qiáng)磁干擾、靜電沖擊、隔離保護(hù)設(shè)施損壞等，所以對(duì)這部分故障預(yù)防的重點(diǎn)是隔離外部干擾，做好信號(hào)屏蔽接地。

輸入模塊一般由光電耦合電路組成。輸出模塊由晶體管電路光電隔離輸出，每一個(gè)輸入輸出通道都對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管指示，通過(guò)發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)可以判斷某一通道的好壞，本系統(tǒng)輸出模塊采用的是 6ES7- 322 8通道和6ES7- 322 16通道兩種。在一個(gè)通道損壞時(shí)就更換I/O模塊不經(jīng)濟(jì)而且有時(shí)在手上無(wú)備件情況下不能解決，最好的辦法是用另一空余通道來(lái)代替，但必須在斷電情況下進(jìn)行。CPU模塊及I/O常見故障見表2。

3.3 外圍設(shè)備

外圍主體設(shè)備是500T破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、物料傳輸設(shè)備等。

現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備主要由兩部分組成：一是檢測(cè)元件，如位置傳感器、料位傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等；二是電器執(zhí)行元件，如接觸器、繼電器等。主體設(shè)備是系統(tǒng)工程的執(zhí)行者，其受生產(chǎn)環(huán)境影響大，如：不按設(shè)備操作規(guī)程操作，過(guò)載運(yùn)行，環(huán)境無(wú)序或因設(shè)備卡碰，傳動(dòng)件缺油，固件松動(dòng)等引發(fā)設(shè)備運(yùn)行異常；動(dòng)力源運(yùn)行(氣、水、油的壓力，溫度)不穩(wěn)定引發(fā)設(shè)備異常；環(huán)境惡劣致使電機(jī)絕緣降低引發(fā)設(shè)備故障。以上異常都可能致使檢測(cè)設(shè)備獲取異常信息，傳輸錯(cuò)誤信號(hào)。檢測(cè)元件受環(huán)境影響亦可能造成損壞；電器執(zhí)行件工作在大電流情況下且動(dòng)作頻率大容易造成觸頭燒損。所以做好設(shè)備維護(hù)，專業(yè)點(diǎn)檢，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程，對(duì)消除外圍設(shè)備故障異常，保證PLC獲取正常信號(hào)就顯得很重要。

3.4 故障處理程序

故障檢查一般按以下流程進(jìn)行：

總體檢查→電源系統(tǒng)→運(yùn)行系統(tǒng)→保護(hù)系統(tǒng)→輸入輸出→工作環(huán)境。

一般來(lái)講，PLC控制系統(tǒng)本身有自檢能力。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，做為專業(yè)維修工程師，首先要通過(guò)PLC的自檢診斷編碼了解故障，其次要根據(jù)現(xiàn)象和專業(yè)知識(shí)分析故障原因，綜合利用故障代碼、原理圖、梯型圖對(duì)故障部位進(jìn)行分析確認(rèn)，亦可利用更有效的辦法，程序在線監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

殘極系統(tǒng)本身是一個(gè)完整的系統(tǒng)工藝，所以在處理時(shí)要從系統(tǒng)的角度來(lái)看問(wèn)題。同時(shí)系統(tǒng)由PLC控制、主回路、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成，分析問(wèn)題從局部單元著手。殘極破碎PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)較為復(fù)雜，專業(yè)性要求較高，對(duì)維修人員專業(yè)理論及水平要求較高。系統(tǒng)對(duì)環(huán)境要求較高，所以預(yù)防要從環(huán)境入手，消除阻斷干擾源，加強(qiáng)維護(hù)，保持PLC清潔。

[1] 王也仿. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

Fault Distribution and Maintenance of PLC Control Part in Electrolyte Residual Anode Processing System

RU Xue-yuan, WU Yi

In this paper, the residual anode processing and the electrolyte crushing control system are introduced, and the fault point of electrolyte residual anode processing system is analyzed, and the general maintenance method of PLC control for common troubleshooting is determined.

PLC; fault analysis; troubleshooting; system maintenance

2015-03-02

茹學(xué)淵(1968—)，男，山西翼城人，大專，助理工程師，主要從事碳素生產(chǎn)管理工作。

TP273

A

1008-5122(2015)06-0039-03