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PLC过程控制中常见的故障分析及维护

2015/3/20    来源:互联网        
关键字:PLC  过程控制  故障分析  维护  
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日常维护有所帮助。

  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日常维护有所帮助。

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%。

  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。

责任编辑:陈浩
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