淺談PLC信號(hào)干擾的處理和預(yù)防

胡人吉　蘇展翔

摘 要：我隊(duì)的轉(zhuǎn)盤是由交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)變頻器的整流和逆變過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了由不可控到可控的目的，滿足了轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)速這個(gè)要求。在使用總線控制時(shí)，司鉆房與VFD房之間的信號(hào)傳遞是通過(guò)通訊線完成的。就我個(gè)人而言，我覺得PLC信號(hào)干擾主要是由于通訊線受干擾引起的，PLC綜合控制柜內(nèi)的干擾很少發(fā)生。通訊線的長(zhǎng)期使用容易引起其老化和屏蔽層的效果減弱，導(dǎo)致信號(hào)傳遞過(guò)程中干擾現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在日常工作中，對(duì)通訊線的保護(hù)顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：PLC 信號(hào)干擾 處理 預(yù)防

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

隨著石油行業(yè)的發(fā)展，以及石油設(shè)備的不斷更新，半電動(dòng)、全電動(dòng)設(shè)備已經(jīng)大規(guī)模地使用在鉆井的日常工作中，逐步取代了機(jī)泵組和機(jī)械轉(zhuǎn)盤。江蘇鉆井50767隊(duì)配備的是一套轉(zhuǎn)盤電動(dòng)、泥漿泵由柴油機(jī)通過(guò)聯(lián)動(dòng)箱帶動(dòng)的半電動(dòng)設(shè)備。該套設(shè)備使用的ABB變頻器和西門子的PLC控制系統(tǒng)。海南地區(qū)光照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)光紫外線強(qiáng)，同時(shí)，夏季雨水較多，長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹、日曬和雨淋，對(duì)通訊線表層損害較大，因通訊線損傷引起的PLC控制故障在PLC控制系統(tǒng)總故障率中所占的位置居高不下。因此，如何保護(hù)好通訊線是在總線控制下，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 故障概況及經(jīng)過(guò)

在我隊(duì)拖井架作業(yè)完成后，我和當(dāng)班司鉆測(cè)試轉(zhuǎn)盤工作情況，測(cè)試結(jié)果一切正常，轉(zhuǎn)盤工作時(shí)間大約為1min；當(dāng)一開需要使用轉(zhuǎn)盤時(shí)，轉(zhuǎn)盤能夠啟動(dòng)，但工作大約5s后，變頻器報(bào)警，轉(zhuǎn)盤停止工作。

2 故障原因及時(shí)效機(jī)理分析

故障發(fā)生后，我立即趕到變頻房，查看PLC控制柜以及變頻器，發(fā)現(xiàn)控制柜相關(guān)指示燈均正常，變頻器也沒有報(bào)故障；于是我通知司鉆重啟轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤仍不能正常工作；接著我重復(fù)幾次斷掉、合上PLC控制柜以及變頻器的電源，故障依然存在。

綜合以上現(xiàn)象，我首先排除了轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)與轉(zhuǎn)盤潤(rùn)滑油泵存在故障，以及確定了急停按鈕處于旋開狀態(tài)。因此，我首先考慮的是轉(zhuǎn)盤慣剎是否處于“0”位，將轉(zhuǎn)盤剎死，于是我趕到司鉆房檢查慣剎開關(guān)位置，發(fā)現(xiàn)慣剎開關(guān)位置不在“0”位，說(shuō)明并不是轉(zhuǎn)盤慣剎影響了轉(zhuǎn)盤的正常工作；其次，我考慮是不是因?yàn)檗D(zhuǎn)盤扭矩手輪以及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速手輪給定信號(hào)存在問題，于是我打開司鉆房司鉆操作面板，將萬(wàn)用表調(diào)整到直流電壓測(cè)試檔，當(dāng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤扭矩與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速手輪時(shí)，我測(cè)得兩個(gè)手輪的0∽10V直流電壓是連續(xù)變化的，這說(shuō)明了兩個(gè)手輪的信號(hào)給定應(yīng)該是正常的，不會(huì)影響轉(zhuǎn)盤的使用。

經(jīng)過(guò)上述檢查后，轉(zhuǎn)盤依然不能正常工作，故障仍然存在。此時(shí)，我考慮此次故障是不是由于通訊存在問題造成的，于是我首先斷掉PLC控制柜以及變頻器的電源，并分別拔掉變頻房AC盤以及司鉆房?jī)?nèi)控制柜上的紫色通訊線的插頭，然后完全將紫色通訊線從電纜槽中抽出，在整理紫色通訊線的過(guò)程中，我對(duì)其外觀進(jìn)行了檢查，并沒有破損的地方，最后再將其進(jìn)行單獨(dú)鋪設(shè)。鋪設(shè)完畢后，我合上PLC以及變頻器的電源，重啟轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤正常工作，故障排除。（經(jīng)過(guò)事后了解，我終于發(fā)現(xiàn)為什么在剛開始出現(xiàn)故障后，PLC與變頻器均不報(bào)故障，那是因?yàn)楫?dāng)班司鉆在發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤不能正常工作后，將轉(zhuǎn)盤扭矩手輪以及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速手輪置于“0”位）

3 故障原因分類

此次故障造成的結(jié)果是轉(zhuǎn)盤能夠啟動(dòng)，但是不能長(zhǎng)時(shí)間正常工作，其根本原因在于PLC通訊存在故障。我覺得此次故障的原因可以從兩方面進(jìn)行考慮。

3.1影響轉(zhuǎn)盤正常啟動(dòng)的原因

3.1.1 轉(zhuǎn)盤慣剎

在啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤前，一定要對(duì)轉(zhuǎn)盤慣剎的位置進(jìn)行檢查，防止因誤操作造成轉(zhuǎn)盤機(jī)械抱死，引起變頻器故障。

3.1.2 轉(zhuǎn)盤扭矩給定手輪以及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速給定手輪

轉(zhuǎn)盤扭矩手輪和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速手輪使用的10V直流電是分別由兩塊24V直流電變10V直流電的電源模塊提供的，在我們緩慢旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)手輪的時(shí)候，測(cè)得這兩個(gè)手輪上觸電的電壓是連續(xù)變化的。如果手輪和電源模塊出現(xiàn)故障，也會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤不能正常工作。

3.1.3 轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)以及轉(zhuǎn)盤油泵

轉(zhuǎn)盤風(fēng)機(jī)和轉(zhuǎn)盤油泵是轉(zhuǎn)盤能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，兩者任何一個(gè)不能正常工作，都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤出現(xiàn)故障。

3.2通訊故障

3.2.1 模塊故障

PLC通訊模塊故障也是電氣故障中出現(xiàn)頻率較高的，在日常工作中，我認(rèn)為應(yīng)該控制好通訊模塊工作環(huán)境的濕度與清潔度，同時(shí)在故障排除過(guò)程中禁止帶電作業(yè)。

3.2.2 通訊信號(hào)干擾

我隊(duì)本次故障的根本原因就是通訊信號(hào)干擾，因此在以后的工作中，不僅要注意紫色通訊線的鋪設(shè)方式，而且要注意做好屏蔽線的有效接地。

4 結(jié)論

PLC通訊故障在油田電動(dòng)鉆機(jī)的電氣故障里面所占的比例較高，同時(shí)也不是很容易被發(fā)現(xiàn)，所以這就需要引起我們對(duì)PLC通訊故障的足夠重視，防范于未然。通過(guò)本次故障，我得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）在以后的拖井架以及搬家作業(yè)中，紫色通訊線一定要收好、鋪好，盡量在鋪設(shè)過(guò)程中與動(dòng)力電纜分開，同時(shí)其他電纜也一定要鋪設(shè)整齊，不能來(lái)回交叉繞到一起；

（2）控制好變頻房和司鉆房?jī)?nèi)的濕度與溫度，保證PLC相關(guān)模塊以及其他電氣元件的正常工作；特別是在拖井架和搬家作業(yè)后，重新啟動(dòng)PLC與變頻器之前，一定要把房?jī)?nèi)濕度和溫度控制在一定的范圍內(nèi)，待溫度與濕度持續(xù)保持在該范圍內(nèi)一段時(shí)間過(guò)后，再啟動(dòng)PLC與變頻器；

（3）做好變頻房?jī)?nèi)的防塵工作，定期打掃房?jī)?nèi)衛(wèi)生，并在每次搬家作業(yè)后，清理電氣元件上的灰塵；

（4）做好變頻房?jī)?nèi)的防蟲、防鼠工作，進(jìn)出變頻房一定做到隨手關(guān)門，發(fā)現(xiàn)有蟲鼠進(jìn)入變頻房，一定及時(shí)處理；

（5）嚴(yán)格執(zhí)行非操作人員嚴(yán)禁進(jìn)入變頻房的規(guī)定；

（6）做好屏蔽線的有效接地，避免被動(dòng)力電纜干擾。

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