淺談韶鋼高線PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)

容臻芹 王 寶

（廣東韶關(guān)韶鋼特鋼事業(yè)部點(diǎn)檢站，廣東 韶關(guān)512123）

0 引言

韶鋼高速線材廠是新建的生產(chǎn)線，它采用全程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，系統(tǒng)分2級(jí)控制：一級(jí)由PLC、工控機(jī)、檢測(cè)元件組成，完成位置控制、速度控制、信號(hào)檢測(cè)、故障報(bào)警等功能；二級(jí)由工控機(jī)、服務(wù)器等組成，完成參數(shù)設(shè)定、物料跟蹤、數(shù)據(jù)存取、打印數(shù)字表等功能。PLC與工控機(jī)、上位機(jī)采用以太網(wǎng)通訊，PLC與各軋機(jī)采用以太網(wǎng)光纖通訊，PLC與輔助傳動(dòng)選用現(xiàn)場(chǎng)總線（Profibus－DP）通訊。

1 軋線控制器系統(tǒng)

1.1 MODEL－3000系列組成

MODEL－3000系列組成：電源模塊（PS791S、PS361）、中央處理器（CPU）、以太網(wǎng)模塊（EN751）、TC－網(wǎng)模塊（TN722）、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊（PF311）、I／O 模塊（DI334、TR318、AO365等）、接口模塊（IF721、IF351）、中繼器模塊（RS）等。其中，CPU 模塊有3類：順序控制模塊、活套控制模塊、計(jì)數(shù)模塊。

1.2 MODEL－3000站的配置

MODEL－3000站的配置：總線、輸入／輸出單元和輸入／輸出模塊。其中，I／O模塊又分為并行的輸入／輸出和連續(xù)的輸入／輸出。

2 日常維護(hù)

PLC是先進(jìn)的控制系統(tǒng)，它雖然具有很高的可靠性，但系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，便會(huì)使生產(chǎn)線停止運(yùn)行，影響很大。因此，對(duì)PLC控制系統(tǒng)加強(qiáng)日常維護(hù)，消除事故的發(fā)生，十分重要。具體維護(hù)措施如下：

2.1 遵守規(guī)則，建立檔案

遵守安全操作規(guī)程、維修保養(yǎng)規(guī)程，確保PLC控制系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。建立維修檔案，記錄設(shè)備故障情況，特別是對(duì)設(shè)備故障部位、原因、解決方法要詳細(xì)記錄和存檔，以便在以后的維修工作中加以參考、借鑒。

2.2 堅(jiān)持對(duì)設(shè)備巡回檢查

PLC具有先進(jìn)性、智能性的特點(diǎn)，其維護(hù)、保養(yǎng)工作要求也較高。維修人員應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行巡回檢查，如檢查PLC電源電壓是否正常，PLC柜內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)行情況，接線端子是否松動(dòng)，零線有無(wú)過熱跡象，電纜表皮有無(wú)破損、劣化、裂縫、變色等，電機(jī)是否過熱、有異味，熱檢、高溫計(jì)、接近開關(guān)、電磁閥是否正常等，積極做好故障預(yù)防，若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)解決，只有這樣才能把故障消滅在萌芽狀態(tài)，從而減少一切可避免的損失。

2.3 熟悉設(shè)備

掌握高線生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備配置以及各設(shè)備的功能和工作原理。

2.4 熟悉PLC的情況

熟悉PLC的情況，如模塊的組成、模塊的狀態(tài)、線路的走向等。熟悉PLC所使用的各種檢測(cè)元件及執(zhí)行元件，如熱檢、高溫計(jì)、接近開關(guān)、編碼器、電磁閥等。掌握各元件的工作原理、作用、接線圖及維護(hù)保養(yǎng)等知識(shí)。

3 故障診斷

3.1 PLC軟件故障

當(dāng)電源正常，各指示燈正常，特別是輸入信號(hào)正常，但系統(tǒng)功能不正常（輸出時(shí)無(wú)或亂）時(shí)，這可能是程序丟失或出錯(cuò)。本著先易后難的檢修原則，通常對(duì)PLC重啟后一般能解決問題。如解決不了，則用編程器的備份程序重新下載到PLC，恢復(fù)還原系統(tǒng)程序。

3.2 PLC硬件故障

PLC的硬件故障較直觀就比較容易發(fā)現(xiàn)，首先根據(jù)故障指示燈和故障現(xiàn)象判斷故障模塊，然后更換模塊。

（1）電源模塊故障。電源模塊正常時(shí)，電源指示燈應(yīng)持續(xù)亮，如某燈不亮或閃爍，則表示電源有問題。

（2）I／O模塊故障。I／O模塊的輸入／輸出點(diǎn)都有發(fā)光二極管指示燈，有輸入但該點(diǎn)燈不亮，或確定有輸出但該點(diǎn)燈不亮，則懷疑I／O模塊有故障。如果只是一點(diǎn)壞，通常做法是找備用點(diǎn)替代，然后在程序中更改相應(yīng)地址。

（3）CPU模塊故障。西門子CPU模塊指示燈：SF燈是程序錯(cuò)誤時(shí)亮；BATF是電池錯(cuò)誤時(shí)亮；DC5V燈是有5V直流電壓亮；FRCE燈是有變量被強(qiáng)制時(shí)亮；RUN燈是CPU運(yùn)行時(shí)亮；STOP燈是CPU停機(jī)時(shí)亮。東芝CPU模塊指示燈：RUN燈是CPU運(yùn)行時(shí)亮；BATF是電池錯(cuò)誤時(shí)亮；HARD燈是CPU接地正常時(shí)亮；SOFT燈是CPU程序無(wú)故障時(shí)亮。

3.3 外圍線路故障

外圍線路由現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)元件（如按鈕開關(guān)、選擇開關(guān)、光電開關(guān)及傳感器的開關(guān)量、熱電偶的模擬量等）、現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)執(zhí)行元件（如電池閥、繼電器、接觸器、電機(jī)等）、導(dǎo)線和接線端子等組成。PLC的大部分故障都出現(xiàn)在外圍線路，接線松動(dòng)、元件損壞、機(jī)械故障、干擾等均可引起外圍線路故障。排查時(shí)要仔細(xì)，替換的元件要選用可靠、安全系數(shù)高的同型號(hào)的元件。針對(duì)外圍線路故障，主要有2種診斷方法：

（1）常規(guī)診斷。首先了解故障發(fā)生時(shí)的情況，觀察設(shè)備有無(wú)異常，如溫度高、保險(xiǎn)熔斷、機(jī)械卡死等，然后檢查現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)元件、輸出信號(hào)執(zhí)行元件是否正常，線路是否完好。

（2）在線診斷。如無(wú)法根據(jù)檢測(cè)元件和執(zhí)行元件判斷故障點(diǎn)，則必須對(duì)程序進(jìn)行在線分析和診斷，根據(jù)PLC梯形圖進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)視，以確定故障部件。

4 維修實(shí)例

4.1 活套不起套

在生產(chǎn)中，水平活套不起套，而引起堆鋼。按常規(guī)診斷方法觀察活套有無(wú)異常，檢查其控制線路情況。首先監(jiān)視畫面無(wú)報(bào)警，可以排除電磁閥短路或線路接地等可能。現(xiàn)場(chǎng)檢查線路是否斷線，掃描器是否對(duì)正位，經(jīng)檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題。操作箱用手動(dòng)看活套是否動(dòng)作，排除掃描器故障。用萬(wàn)用表測(cè)量電磁閥電阻情況，經(jīng)測(cè)量不在正常范圍內(nèi)，說明線圈燒斷，經(jīng)更換后，活套正常。

4.2 集卷小車不能自動(dòng)

從監(jiān)視畫面上看，各設(shè)備的位置信號(hào)都滿足條件，但小車的位置數(shù)值不在設(shè)定范圍內(nèi)，初步懷疑編碼器故障。首先檢查編碼器是否松動(dòng)，經(jīng)檢查，編碼器無(wú)問題。把小車開到初始位對(duì)編碼器進(jìn)行清零，使數(shù)值回到初始位數(shù)值，再手動(dòng)開動(dòng)小車，看數(shù)值變化情況。當(dāng)小車開到芯棒零位時(shí)，小車所在位的數(shù)值不在設(shè)定范圍（－50～50mm）內(nèi)，則判斷編碼器壞。經(jīng)更新后，小車正常自動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

PLC控制系統(tǒng)以CPU為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，具有很高的穩(wěn)定性和可靠性。但一次故障就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)，損失較大，維修有一定的困難，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障診斷已成為主要手段。這要求維修人員具有較高的技術(shù)水平，有一定的外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，只有了解和熟悉整個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)具備機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面的知識(shí)才能勝任工作。只有善于學(xué)習(xí)、勇于鉆研，經(jīng)?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，才能把PLC控制系統(tǒng)維護(hù)檢修工作做得更好。

［1］強(qiáng)十涌，喬德庸，李曼云.高速軋機(jī)線材生產(chǎn)［M］.第2版.北京：冶金工業(yè)出版社，2009

［2］王廷溥.軋鋼工藝學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1989

［3］朱伯平.高速線材軋制過程中活套控制的探討［J］.南方金屬，2004（6）