自動控制系統中系統調試方法的研究

摘 要:本文敘述了在自動控制系統工程中進行系統調試時，通常應注意的問題，以及調試的過程，與步驟的順序。將分為以下幾個方面進行討論:熟悉設計過程；熟悉現場控制系統元/部件的情況；熟悉現場工藝設備的情況；電氣系統檢查；對執行元件進行調試；單元系統運行調試；控制系統聯動運行的調試。

關鍵詞:自動控制系統 調試 方法

中圖分類號:ＴH71文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0001-01

1 熟悉設計過程

在同一現場，同一環境中，不同的設計人員可能采用不同的設計方法來實現現場的控制要求，有時設計人員擅長于采用工業PC機的板卡控制方式，實現系統的電氣控制要求。有時工程技術人員擅長于采用可編程序控制器(PLC)的方式，實現系統的電氣控制要求。或有時采用智能儀表，或采用智能模塊來構建系統。因不同的生產設備場合、不同的工藝要求，而洐生出的各種控制方案更是多種多樣。因此，必須熟悉設計過程。

具體采用那種方式來實現控制系統，則依工程技術人員而定。但是，自動控制系統調試人員一定要充分認識到:（1）任何項目、任何自動控制系統的設計，常常會存在一些缺欠與不足。（2）在現場應用中，組成控制系統的部件、元件的性能與參數，往往會受到環境的影響(如:電源干擾、電磁干擾、環境的溫/濕度影響、振動影響等)。（3）從設計至現場施工的過程中，生產工藝、生產設備的情況，隨時發生變化或進行調整是不可避免的(越是大型項目、高端項目，在實施過程中越是變化的頻繁)。（4）在工程項目中，自動控制系統電氣調試常常是工程的最后環節，在這最后一個環節中，不論是設計，施工過程，還是施工中的水、曖、氣、電各專業的配合，完美達到生產要求是非常不容易的。這時，就要求系統調試人員，修改設計參數、修改控制程序，以達到:即要充分滿足工藝的要求，又要盡力從自動系統控制方面，通過調試來設法彌補其它專業遺留的缺憾。

所以，系統調試人員了解工藝過程，工藝控制參數，及控制系統設計人員的設計思路與設計方法，有助于解決調試過程中，隨時遇到的各種問題。使之在不大改變原設計方案及設計思路與設計風格的前提下，補充和完善設計圖紙與控制程序，調整現場自動控制系統的運行狀態，最終達到設計要求與用戶滿意。

2 熟悉現場控制系統元/部件的情況

因為在施工過程中，控制系統中的各個組成部分，也會因安裝中的有些問題而出現偏差。(如:差壓變送器的取壓點選擇不當、流量計安裝中水平管段沒能保證、熱電偶測溫時用銅導線代替了補償導線、如此等等，施工現場各種情況都有出現的可能)。

因此調試過程中，有時會因為傳感器或檢測元件的安裝位置或安裝方法不合理而產生誤檢或漏檢的情況，這時要將檢測元件調整到合適的位置或角度，以使其達到檢測更靈敏，更可靠的目的。對于執行元件，如:電動機、電磁閥、電動推桿、電動執行器等，應熟悉其安裝位置，以方便在調試時能及時的觀察到其接受指令后，執行動作的情況。

3 熟悉現場工藝設備的情況

檢查并轉動設備機械部件，是否存在轉動障礙，行進部件在水平或垂直進退行程中，有無存在障礙。以及某機械設備運行后是否會影響到其它設備以至造成損壞。

檢查并排除各設備中與設備周圍，在安裝施工過程中遺漏的搬手、螺絲刀等等工具、材料。清除設備旁的雜物與油污。使設備之間的通道清潔通暢。清除設備周圍安裝過程中不必要的遮擋物，達到在各控制箱/柜到各機械設備之間的良好視線。

檢查設備中相關行進部件的行程保護和運轉部件的速度保護等各類保護開關的動作是否靈敏可靠。

4 電氣系統檢查

調試人員在接通電源調試前，應對照電氣原理圖、接線圖，檢查電線、電纜接線是否正確、牢固、可靠？

檢查強電線路與弱電線路(網絡線、通信線、檢測元件的模擬信號線、)之間施工是否布置合理。強、弱電線路間距是否符合要求。

檢查動力線路各回路間絕緣應良好，各線路間絕緣電阻是否達到要求？檢查電氣部件的接地(PE線)保護是否良好？尤其是當生產設備安裝在鋼結構的金屬平臺上或在潮濕工作環境中時，一定要保證接地保護設施良好可靠。

檢查控制線路間各回路、各電壓等級間應沒有相互串擾，電壓極性與圖紙相符。

檢查弱電模擬線路的屏蔽是否接地良好，網絡/通信線路的終端電阻是否配置。

檢查各熱過載繼電器的整定值是否合適，熔斷器的熔芯熔斷電流值是否與圖紙中標注相同。

在上述各項檢查無誤，全部通過的基礎上。可以對系統進行上電供電檢查，檢查時要盡可能的將工業PC機、PLC、智能儀表從供電回路中脫開，以減少因供電不正常，造成上述部件的損壞。供電后，檢查系統中各級、各回路的電源電壓值，電壓極性，與設計是否相同。

5 對執行元件進行調試

在各部件(電動機、執行器、電磁閥等)單獨調試時，除要注意部件本身的運行狀態外，還應注意與部件所聯接的機械設備及其聯動設備的運行情況，如機械設備或聯動機械不正常應立即斷電檢修調整，如短時修復有困難，且工期較緊時，可酌情將故障機械與電動部件脫開。以繼續進行其它工作。

在此階段，還要檢查各檢測元件、傳感器的測量值，是否在正常值范圍內，是否與實際相符 以防止在下步的系統調試中，因檢測元件的初始參數不正常，造成系統啟始工作在不正常狀態下。

經過執行元件的試運行，可以驗證動力部分供電電壓與電流的容量能夠滿足設備要求，可以檢查和發現執行元件本身的通/斷電時的動作情況是否正常，還可以觀察到機械設備在電動機、執行器與閥門的驅動下，機械設備的運轉或行程是否正常與平穩。修復與調整發現的問題后，即可進行單元系統運行調試。

6 單元系統運行調試

經過執行元件試運行后，可進入單元系統的運行調試，此時，要先將系統單機調試時所連接的所有臨時線拆除，將現場電氣控制柜/箱中的電氣接線狀態恢復成設計圖紙中的狀態，裝齊系統主控制元件，包括:工業PC機各板卡，可編程序控制器PLC，智能儀表模塊等。裝齊并檢查無誤后。準備好事先做好的記錄表格，表格內容應有:檢測傳感器在原理圖中的標號，名稱，測量值。

執行元件的標號，名稱，動作狀態。 按單元接通電源啟動運行，在單元運行時，首先檢測各輸入端輸入信號值與輸出端輸出信號值，并填入表格。

根據填入表格的輸入/輸出數據，分析、判斷當前狀態是否正常。

在單元系統啟動運行正常后，調試人員向單元系統逐條下達操作員控制指令，調試人員每下達一個指令，都要待系統動作(或一個循環)正確完成后，才可下達下一操作指令，進行下一動作。

7 控制系統聯動運行的調試

系統中的各單元都能單獨正常運行后，可系統中的網絡線，通信線接好，進行系統的聯動運行調試。在這個環節中容易出現的問題是網絡通信工作不正常，因為組成系統的方案不同，并且各設備的廠家品牌不同，型號不同，其通信設置方面也是不同的，此時可根據所使用的器件，對照器件使用手冊，重新核查其產品的通信的硬件連接要求，與軟件設置方法，通信收/發程序，進行相應的調正。

在這步環節中，系統出現通信不穩定是常見的情況，也是最使人撓頭的情況，此時，一定要靜下心來，仔細認真分析，并反復試驗，查找造成通信不穩定的因素，將其逐個排除。使系統可靠、穩定的工作，使系統達到生產工藝的要求，達到項目的設計要求。