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淺談PLC技術(shù)在礦業(yè)生產(chǎn)中的故障分析
摘 要：近幾年來，礦產(chǎn)行業(yè)針對(duì)以前礦井設(shè)備陳舊存在的問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和歸納，積極應(yīng)用當(dāng)前PLC(可編程序控制器)的新技術(shù)，提出解決方案并進(jìn)行了推廣與實(shí)施，可編程控制器在礦產(chǎn)行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，但由于各種原因造成控制系統(tǒng)可靠性低。本論文通過礦產(chǎn)行業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用，從軟硬件及安裝使用等方面總結(jié)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(guān)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(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)組合十分靈便，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性強(qiáng)，編程語言簡易、普及和編程方便，可以在線進(jìn)行修改、柔性好等特點(diǎn)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的開關(guān)邏輯控制、機(jī)械設(shè)備的數(shù)字控制、機(jī)器人和自動(dòng)裝置的控制，閉環(huán)過程控制以及多級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)。近幾年來，礦產(chǎn)行業(yè)針對(duì)以前礦井設(shè)備陳舊存在的問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和歸納，積極應(yīng)用當(dāng)前可編程序控制器的新技術(shù)，提出解決方案并進(jìn)行了推廣與實(shí)施，如采用可編程控制器改造礦山老舊提升機(jī)、井下風(fēng)門實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟閉、可編程控制器在通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化變頻控制中的應(yīng)用、空氣壓縮機(jī)群組的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、PLC在礦山空氣風(fēng)縮機(jī)集中監(jiān)控中的應(yīng)用、集散式分布控制系統(tǒng)應(yīng)用于礦井水處理系統(tǒng)和用PLC實(shí)現(xiàn)選煤廠設(shè)備起車前故障檢測(cè)等，有效地保障了礦井設(shè)備的可靠運(yùn)行，取得了良好的效果。
可編程控制器在礦產(chǎn)行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，但由于各種原因造成控制系統(tǒng)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(yùn)行環(huán)境的保證
因?yàn)镻LC為精密電子產(chǎn)品，自動(dòng)化控制的系統(tǒng)是要求長時(shí)間不間斷運(yùn)行，因此PLC的運(yùn)行環(huán)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(diào)的二樓，電控室的溫度一般控制在28度左右;對(duì)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(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行柜內(nèi)降溫。
二、做好日常工作
(一)日常準(zhǔn)備工作：首要的熟悉工藝流程，其次是對(duì)PLC各種模塊的說明資料的熟悉，再次現(xiàn)場(chǎng)布局的了解，最后確保自已的各種檢測(cè)工具要完好無誤。
(二)日常點(diǎn)檢工作：定期進(jìn)行CPU的電池的電壓檢測(cè)，正常常情況下為3V，定期對(duì)構(gòu)成PLC系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)，如UPS定期維護(hù)，利用停機(jī)時(shí)機(jī)，對(duì)PLC各控制柜進(jìn)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(guān)壞器件的更換等工作。
三、PLC故障的診斷
對(duì)于PLC系統(tǒng)的故障檢測(cè)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(yùn)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?dòng)袥]有異味，電子元件或線纜有無燒毀;四聽，聽有無異動(dòng)，鏍絲釘松動(dòng)、繼電器正常工作與否，聽現(xiàn)場(chǎng)工作人員的反映情況;五出現(xiàn)故障根據(jù)圖紙和工藝流程來尋找故障所在地;六對(duì)不確定的部位進(jìn)行部件替換法來確定故障。
四、提高PLC可靠性的方法
(一)設(shè)計(jì)完善的故障報(bào)警系統(tǒng)
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)三級(jí)故障報(bào)警系統(tǒng)。一級(jí)設(shè)置在控制現(xiàn)場(chǎng)的各種控制面板上，用指示燈指示設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。二級(jí)故障顯示在中心的控制大屏幕監(jiān)視器上，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對(duì)應(yīng)設(shè)備閃爍。三級(jí)故障顯示在中心控制室信號(hào)箱內(nèi)，出現(xiàn)故障時(shí)信號(hào)箱聲光報(bào)警，提示及時(shí)處理。
(二)提高輸入信號(hào)可靠性
�、儆布�。選用可靠性較高的變送器和開關(guān)，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(shè)計(jì)中加數(shù)字濾波程序，增加輸入信號(hào)的可靠性;現(xiàn)場(chǎng)輸入觸點(diǎn)后加一定時(shí)器，其定時(shí)時(shí)間根據(jù)觸點(diǎn)抖動(dòng)情況和系統(tǒng)要求及相應(yīng)速度確定，保證觸點(diǎn)穩(wěn)定閉合后才有其它響應(yīng);模擬信號(hào)濾波采用下法：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連續(xù)采樣3次，其間隔由A/D轉(zhuǎn)換速度和模擬信號(hào)變化速度決定，去掉最大、最小值，保留中間值存放在數(shù)據(jù)寄存器中;程序設(shè)計(jì)時(shí)可利用信號(hào)間關(guān)系判斷信號(hào)可靠程度，如貯罐上下液位保護(hù)的開關(guān)動(dòng)作發(fā)出信號(hào)給可編程控制器，將此信號(hào)與液位計(jì)信號(hào)對(duì)比正確說明真實(shí)，反之可能極限開關(guān)故障或傳送信號(hào)線路故障;系統(tǒng)功能表上有時(shí)不出現(xiàn)互鎖，但為了提高可靠性在編程時(shí)必須加以互鎖。
(三)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
負(fù)載由接觸器控制時(shí)，啟動(dòng)或停止這類負(fù)載轉(zhuǎn)為對(duì)接觸器線圈控制，吸合、釋放可靠;開啟或關(guān)閉閥門時(shí)，關(guān)閉時(shí)間根據(jù)閥門開度而不同，設(shè)延時(shí)又檢測(cè)不到開或關(guān)到位的信號(hào)，如信號(hào)不能準(zhǔn)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(qiáng)干擾源環(huán)境中使用時(shí)接地截面積不小于2，接地電阻不大于100kΩ，接地線采用獨(dú)立接地方式;可編程控制器電源線、I/O電源線、輸入信號(hào)線、輸出信號(hào)線、交流線和直流線盡量分開布線，開關(guān)量信號(hào)、模擬量信號(hào)要分開布線，模擬量和數(shù)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(diǎn)，但只要以此為中心結(jié)合實(shí)際情況，就能使分析故障原因更為簡單。
參考文獻(xiàn)：
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