淺談PLC技術在礦業生產中的故障分析

淺談PLC技術在礦業生產中的故障分析

　　摘 要：近幾年來，礦產行業針對以前礦井設備陳舊存在的問題進行了認真分析和歸納，積極應用當前PLC(可編程序控制器)的新技術，提出解決方案并進行了推廣與實施，可編程控制器在礦產行業已得到廣泛應用，但由于各種原因造成控制系統可靠性低。本論文通過礦產行業的實踐應用，從軟硬件及安裝使用等方面總結了有效地提高可編程控制器的可靠性的PLC故障分析方法。

　　關鍵詞：故障分析;PLC;

　　PLC(可編程序控制器)因其采用模塊化組合結構、使系統組合十分靈便，抗干擾能力強、可靠性強，編程語言簡易、普及和編程方便，可以在線進行修改、柔性好等特點，在工業現場已被廣泛地應用于各行各業的開關邏輯控制、機械設備的數字控制、機器人和自動裝置的控制，閉環過程控制以及多級自動控制系統。近幾年來，礦產行業針對以前礦井設備陳舊存在的問題進行了認真分析和歸納，積極應用當前可編程序控制器的新技術，提出解決方案并進行了推廣與實施，如采用可編程控制器改造礦山老舊提升機、井下風門實現自動啟閉、可編程控制器在通風機自動化變頻控制中的應用、空氣壓縮機群組的微機監控系統、PLC在礦山空氣風縮機集中監控中的應用、集散式分布控制系統應用于礦井水處理系統和用PLC實現選煤廠設備起車前故障檢測等，有效地保障了礦井設備的可靠運行，取得了良好的效果。

　　可編程控制器在礦產行業已得到廣泛應用，但由于各種原因造成控制系統可靠性低。所以我將從軟硬件及安裝使用等方面提出一些措施，有效地提高可編程控制器的可靠性。

　　一、運行環境的保證

　　因為PLC為精密電子產品，自動化控制的系統是要求長時間不間斷運行，因此PLC的運行環境要求極高，要防塵、防火、防水，防高溫，防雷電，因此電氣控制室一般都安排在具有雙層玻璃的、安裝有水式制冷空調的二樓，電控室的溫度一般控制在28度左右;對于防塵則是將PLC安裝在1M×2.2M×0.6M的帶鎖前面板為玻璃門的控制柜中，此柜上部安裝有防塵罩的抽風系統進行柜內降溫。

　　二、做好日常工作

　　(一)日常準備工作：首要的熟悉工藝流程，其次是對PLC各種模塊的說明資料的熟悉，再次現場布局的了解，最后確保自已的各種檢測工具要完好無誤。

　　(二)日常點檢工作：定期進行CPU的電池的電壓檢測，正常常情況下為3V，定期對構成PLC系統的相關設備的點檢和維護，如UPS定期維護，利用停機時機，對PLC各控制柜進行人工除塵、降溫，PLC程序的定期人工備份和電池備份及各相關壞器件的更換等工作。

　　三、PLC故障的診斷

　　對于PLC系統的故障檢測法：一摸、二看、三聞、四聽、五按跡尋蹤法、六替換法。

　　一摸，查CPU的溫度高不高，CPU正常運行溫度不超過60℃，因手能接受的溫度為人體溫度37～38℃，手感為宜;二看，看各板上的各模塊指示燈是否正常;三聞，聞有沒有異味，電子元件或線纜有無燒毀;四聽，聽有無異動，鏍絲釘松動、繼電器正常工作與否，聽現場工作人員的反映情況;五出現故障根據圖紙和工藝流程來尋找故障所在地;六對不確定的部位進行部件替換法來確定故障。

　　四、提高PLC可靠性的方法

　　(一)設計完善的故障報警系統

　　在自動控制系統中設計三級故障報警系統。一級設置在控制現場的各種控制面板上，用指示燈指示設備正常運行和故障情況。二級故障顯示在中心的控制大屏幕監視器上，設備出現故障時有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對應設備閃爍。三級故障顯示在中心控制室信號箱內，出現故障時信號箱聲光報警，提示及時處理。

　　(二)提高輸入信號可靠性

　�、儆布�。選用可靠性較高的變送器和開關，防止各種原因引起的傳送線路短路、斷路或接觸不良。②軟件。在程序設計中加數字濾波程序，增加輸入信號的可靠性;現場輸入觸點后加一定時器，其定時時間根據觸點抖動情況和系統要求及相應速度確定，保證觸點穩定閉合后才有其它響應;模擬信號濾波采用下法：對現場信號連續采樣3次，其間隔由A/D轉換速度和模擬信號變化速度決定，去掉最大、最小值，保留中間值存放在數據寄存器中;程序設計時可利用信號間關系判斷信號可靠程度，如貯罐上下液位保護的開關動作發出信號給可編程控制器，將此信號與液位計信號對比正確說明真實，反之可能極限開關故障或傳送信號線路故障;系統功能表上有時不出現互鎖，但為了提高可靠性在編程時必須加以互鎖。

　　(三)執行機構

　　負載由接觸器控制時，啟動或停止這類負載轉為對接觸器線圈控制，吸合、釋放可靠;開啟或關閉閥門時，關閉時間根據閥門開度而不同，設延時又檢測不到開或關到位的信號，如信號不能準確返給可編程控制器則閥門可能有故障。

　　(四)安裝、布線采取抗干擾

　　PLC的電源、I/O電源一般采用不帶屏蔽層的隔離變壓器供電，在較強干擾源環境中使用時接地截面積不小于2，接地電阻不大于100kΩ，接地線采用獨立接地方式;可編程控制器電源線、I/O電源線、輸入信號線、輸出信號線、交流線和直流線盡量分開布線，開關量信號、模擬量信號要分開布線，模擬量和數字傳輸線采用屏蔽線并屏蔽接地。

　　不同的PLC控制電路有不同的特點，但只要以此為中心結合實際情況，就能使分析故障原因更為簡單。

　　參考文獻：

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　　[2]趙文釗.PLC系統故障特性與診斷的淺析【J】.自動化技術與應用，2013，08.

　　[3]郝用興.PLC控制系統故障檢測方法與應用【J】.機械與電子，2010，04.

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