電解質殘極處理系統(tǒng)PLC控制部分的故障分布及維修

茹學淵 吳 儀

(山西華圣鋁業(yè)有限公司, 山西 永濟 044501)

電解質殘極處理系統(tǒng)PLC控制部分的故障分布及維修

茹學淵 吳 儀

(山西華圣鋁業(yè)有限公司, 山西 永濟 044501)

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

PLC； 故障分析； 故障處理； 系統(tǒng)維護

0 前言

PLC由于具有功能強大、運行維護方便，程序設計簡捷等優(yōu)點，特別是具有高可靠性和較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，已被廣泛應用于冶金行業(yè)。由于冶金行業(yè)的電解質和殘極處理環(huán)境條件惡劣，粉塵、導電介質多等不利因素，會影響PLC控制系統(tǒng)運行的穩(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PLC控制系統(tǒng)的使用壽命，需對系統(tǒng)設計、硬件配置、元器件消耗和故障多發(fā)部位有一個系統(tǒng)和全面的了解和掌握，結合中鋁華圣鋁業(yè)電解質和殘極處理PLC控制系統(tǒng)運行、維護過程中存在的問題，本文介紹了PLC的維護經驗。

1 系統(tǒng)故障的定義

系統(tǒng)故障是指殘極處理及電解質破碎控制系統(tǒng)故障的總和，它分為PLC系統(tǒng)故障和現(xiàn)場控制設備故障兩部分。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I/O模塊、存儲器卡、電源模塊及相關網絡通訊等設備?，F(xiàn)場設備包括現(xiàn)場I/O信號的轉換模塊及接口和對現(xiàn)場設備的控制，如：溫度、料位、稱重、位移等傳感器和電動閥、繼電器、接觸器等執(zhí)行器。

2 破碎系統(tǒng)故障統(tǒng)計及分析處理

2.1 殘極處理及電解質破碎控制系統(tǒng)簡介

殘極處理及電解質破碎系統(tǒng)采用西門子公司的S7- 300系列組成的PLC控制系統(tǒng)，通過可編程序控制器進行控制及邏輯程序的編制設定，根據現(xiàn)場電流、電壓、油溫、物料、運行狀態(tài)等信號采集，按照工藝和設備要求控制殘極處理及電解質破碎系統(tǒng)的順序啟車、運行生產、生產停機及故障停機，從而滿足殘極處理及電解質破碎的生產要求。

2.2 系統(tǒng)故障的數(shù)據統(tǒng)計

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 單位：次

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

從統(tǒng)計看故障分布，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主機系統(tǒng)

PLC主機系統(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：一是電源正常連續(xù)工作中，電壓、電流的波動沖擊引起。而對于PLC電源來講有時非正常的沖擊是致命的，那么減少非正常沖擊就顯得至關重要：(1)盡量保證PLC電源供電的穩(wěn)定性；(2)嚴格按照設備操作規(guī)程進行設備操作，減少不必要的系統(tǒng)干擾；(3)嚴禁間斷性、強磁用電設備和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)場炭粉具有導電特性，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PLC系統(tǒng)進行除塵就顯得極為重要(要求停電除塵)，同時對PLC設備要做好防塵(除塵和通風降溫是個矛盾體，為解決這個問題，在做好電控柜整體密封同時增加一個小引風機，既可起到散熱使用，又可防止灰塵進入柜中)PLC電源故障有可能造成一系列其他問題，如存儲卡損壞或程序丟失、CPU損壞等。設備除塵檢查時一要專業(yè)，二要仔細，否則會因一個很小的差錯造成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：強磁干擾、靜電沖擊、隔離保護設施損壞等，所以對這部分故障預防的重點是隔離外部干擾，做好信號屏蔽接地。

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，每一個輸入輸出通道都對應一個發(fā)光二極管指示，通過發(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。在一個通道損壞時就更換I/O模塊不經濟而且有時在手上無備件情況下不能解決，最好的辦法是用另一空余通道來代替，但必須在斷電情況下進行。CPU模塊及I/O常見故障見表2。

3.3 外圍設備

外圍主體設備是500T破碎機、圓錐破碎機、物料傳輸設備等。

現(xiàn)場控制設備主要由兩部分組成：一是檢測元件，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。主體設備是系統(tǒng)工程的執(zhí)行者，其受生產環(huán)境影響大，如：不按設備操作規(guī)程操作，過載運行，環(huán)境無序或因設備卡碰，傳動件缺油，固件松動等引發(fā)設備運行異常；動力源運行(氣、水、油的壓力，溫度)不穩(wěn)定引發(fā)設備異常；環(huán)境惡劣致使電機絕緣降低引發(fā)設備故障。以上異常都可能致使檢測設備獲取異常信息，傳輸錯誤信號。檢測元件受環(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作頻率大容易造成觸頭燒損。所以做好設備維護，專業(yè)點檢，嚴格執(zhí)行設備操作規(guī)程，對消除外圍設備故障異常，保證PLC獲取正常信號就顯得很重要。

3.4 故障處理程序

故障檢查一般按以下流程進行：

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

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

4 結束語

殘極系統(tǒng)本身是一個完整的系統(tǒng)工藝，所以在處理時要從系統(tǒng)的角度來看問題。同時系統(tǒng)由PLC控制、主回路、現(xiàn)場設備組成，分析問題從局部單元著手。殘極破碎PLC控制系統(tǒng)的技術較為復雜，專業(yè)性要求較高，對維修人員專業(yè)理論及水平要求較高。系統(tǒng)對環(huán)境要求較高，所以預防要從環(huán)境入手，消除阻斷干擾源，加強維護，保持PLC清潔。

[1] 王也仿. 可編程控制器應用技術與工業(yè)自動化系統(tǒng)[M]. 北京：機械工業(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

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

TP273

A

1008-5122(2015)06-0039-03