PLC是一種可編程控制器，在多個(gè)行業(yè)當中都有一定的應用，為了延長(cháng)PLC控制系統的壽命，在系統設計和生產(chǎn)使用中要對該系統的設備消耗、元器件設備故障發(fā)生點(diǎn)有較明白的估計，也就是說(shuō)，要知道整個(gè)系統哪些部件更容易出故障，以便采取措施。對PLC過(guò)程控制系統故障分布規律進(jìn)行分析，希望能對PLC過(guò)程控制系統的系統設計和日常維護有所幫助。
系統故障的概念
系統故障一般指整個(gè)生產(chǎn)控制系統失效的總和，它又可分為PLC故障和現場(chǎng)生產(chǎn)控制設備故障兩部分。PLC系統包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )和外部設備?，F場(chǎng)生產(chǎn)控制設備包括I/O端口和現場(chǎng)控制檢測設備，如繼電器、接觸器、閥門(mén)、電動(dòng)機等。
PLC主機系統
PLC主機系統更容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統和通訊網(wǎng)絡(luò )系統，電源在連續工作、散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可避免的。通訊及網(wǎng)絡(luò )受外部干擾的可能性大，外部環(huán)境是造成通訊外部設備故障的更大因素之一。系統總線(xiàn)的損壞主要由于現在PLC多為插件結構，長(cháng)期使用插拔模塊會(huì )造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線(xiàn)損壞，在空氣溫度變化、濕度變化的影響下，總線(xiàn)的塑料老化、印刷線(xiàn)路的老化、接觸點(diǎn)的氧化等都是系統總線(xiàn)損耗的原因。所以在系統設計和處理系統故障的時(shí)候要考慮到空氣、塵埃、紫外線(xiàn)等因素對設備的破壞。目前PLC的主存儲器大多采用可擦寫(xiě)ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、CPU模塊工藝水平有關(guān)。而PLC的中央處理器目前都采用高性能的處理芯片，故障率已經(jīng)大大下降。對于PLC主機系統的故障的預防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運行要求;同時(shí)在系統維修時(shí)，嚴格按照操作規程進(jìn)行操作，謹防人為的對主機系統造成損害。
PLC的I/O端口
PLC更大的薄弱環(huán)節在I/O端口。PLC的技術(shù)優(yōu)勢在于其I/O端口，在主機系統的技術(shù)水平相差無(wú)幾的情況下，I/O模塊是體現PLC性能的關(guān)鍵部件，因此它也是PLC損壞中的突出環(huán)節。要減少I(mǎi)/O模塊的故障就要減少外部各種干擾對其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用，不可隨意減少其外部保護設備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。
現場(chǎng)控制設備
在整個(gè)過(guò)程控制系統中更容易發(fā)生故障地點(diǎn)在現場(chǎng)，下面列出了現場(chǎng)中更容易出故障的幾個(gè)方面。
1)第一類(lèi)故障點(diǎn)(也是故障更多的地點(diǎn))在繼電器、接觸器。如該生產(chǎn)線(xiàn)PLC控制系統的日常維護中，電氣備件消耗量更大的為各類(lèi)繼電器或空氣開(kāi)關(guān)。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。在該生產(chǎn)線(xiàn)上所有現場(chǎng)的控制箱都是選用密閉性較好的盤(pán)柜，其內部元器件較其他采用敞開(kāi)式盤(pán)柜內元器件的使用壽命明顯要長(cháng)。所以減少此類(lèi)故障應盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對系統運行的影響。
2)第二類(lèi)故障多發(fā)點(diǎn)在閥門(mén)或閘板這一類(lèi)的設備上，因為這類(lèi)設備的關(guān)鍵執行部位，相對的位移一般較大，或者要經(jīng)過(guò)電氣轉換等幾個(gè)步驟才能完成閥門(mén)或閘板的位置轉換，或者利用電動(dòng)執行機構推拉閥門(mén)或閘板的位置轉換，機械、電氣、液壓等各環(huán)節稍有不到位就會(huì )產(chǎn)生誤差或故障。長(cháng)期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統運行時(shí)要加強對此類(lèi)設備的巡檢，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。我廠(chǎng)對此類(lèi)設備建立了嚴格的點(diǎn)檢制度，經(jīng)常檢查閥門(mén)是否變形，執行機構是否靈活可用，控制器是否有效等，很好地保證了整個(gè)控制系統的有效性。
3)第三類(lèi)故障點(diǎn)可能發(fā)生在開(kāi)關(guān)、極限位置、安全保護和現場(chǎng)操作上的一些元件或設備上，其原因可能是因為長(cháng)期磨損，也可能是長(cháng)期不用而銹蝕老化。如該生產(chǎn)線(xiàn)窯尾料球儲庫上的布料行走車(chē)來(lái)回移動(dòng)頻繁，而且現場(chǎng)粉塵較大，所以接近開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)出現變形、氧化、粉塵堵塞等從而導致觸點(diǎn)接觸不好或機構動(dòng)作不靈敏。對于這類(lèi)設備故障的處理主要體現在定期維護，使設備時(shí)刻處于完好狀態(tài)。對于限位開(kāi)關(guān)尤其是重型設備上的限位開(kāi)關(guān)除了定期檢修外，還要在設計的過(guò)程中加入多重的保護措施。
4)第四類(lèi)故障點(diǎn)可能發(fā)生在PLC系統中的子設備，如接線(xiàn)盒、線(xiàn)端子、螺栓螺母等處。這類(lèi)故障產(chǎn)生的原因除了設備本身的制作工藝原因外還和安裝工藝有關(guān)，如有人認為電線(xiàn)和螺釘連接是壓的越緊越好，但在二次維修時(shí)很容易導致拆卸困難，大力拆卸時(shí)容易造成連接件及其附近部件的損害。長(cháng)期的打火、銹蝕等也是造成故障的原因。根據工程經(jīng)驗，這類(lèi)故障一般是很難發(fā)現和維修的。所以在設備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進(jìn)行，不留設備隱患。
5)第五類(lèi)故障點(diǎn)是傳感器和儀表，這類(lèi)故障在控制系統中一般反映在信號的不正常。這類(lèi)設備安裝時(shí)信號線(xiàn)的屏蔽層應單端可靠接地，并盡量與動(dòng)力電纜分開(kāi)敷設，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PIC內部進(jìn)行軟件濾波。這類(lèi)故障的發(fā)現及處理也和日常點(diǎn)巡檢有關(guān)，發(fā)現問(wèn)題應及時(shí)處理。
6)第六類(lèi)故障主要是電源、地線(xiàn)和信號線(xiàn)的噪聲(干擾)，問(wèn)題的解決或改善主要在于工程設計時(shí)的經(jīng)驗和日常維護中的觀(guān)察分析。
要減小故障率，很重要的一點(diǎn)是要重視工廠(chǎng)工藝和安全操作規程，在日常的工作中要遵守工藝和安全操作規程，嚴格執行相關(guān)管理的規定，保持集中控制室的環(huán)境，同時(shí)在生產(chǎn)中也要加強這些方面的管理。
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