淺談韶鋼高線PLC控制系統的維護

容臻芹 王 寶

（廣東韶關韶鋼特鋼事業部點檢站，廣東 韶關512123）

0 引言

韶鋼高速線材廠是新建的生產線，它采用全程自動化控制系統，系統分2級控制：一級由PLC、工控機、檢測元件組成，完成位置控制、速度控制、信號檢測、故障報警等功能；二級由工控機、服務器等組成，完成參數設定、物料跟蹤、數據存取、打印數字表等功能。PLC與工控機、上位機采用以太網通訊，PLC與各軋機采用以太網光纖通訊，PLC與輔助傳動選用現場總線（Profibus－DP）通訊。

1 軋線控制器系統

1.1 MODEL－3000系列組成

MODEL－3000系列組成：電源模塊（PS791S、PS361）、中央處理器（CPU）、以太網模塊（EN751）、TC－網模塊（TN722）、現場總線模塊（PF311）、I／O 模塊（DI334、TR318、AO365等）、接口模塊（IF721、IF351）、中繼器模塊（RS）等。其中，CPU 模塊有3類：順序控制模塊、活套控制模塊、計數模塊。

1.2 MODEL－3000站的配置

MODEL－3000站的配置：總線、輸入／輸出單元和輸入／輸出模塊。其中，I／O模塊又分為并行的輸入／輸出和連續的輸入／輸出。

2 日常維護

PLC是先進的控制系統，它雖然具有很高的可靠性，但系統一旦出現故障，便會使生產線停止運行，影響很大。因此，對PLC控制系統加強日常維護，消除事故的發生，十分重要。具體維護措施如下：

2.1 遵守規則，建立檔案

遵守安全操作規程、維修保養規程，確保PLC控制系統安全、可靠運行。建立維修檔案，記錄設備故障情況，特別是對設備故障部位、原因、解決方法要詳細記錄和存檔，以便在以后的維修工作中加以參考、借鑒。

2.2 堅持對設備巡回檢查

PLC具有先進性、智能性的特點，其維護、保養工作要求也較高。維修人員應經常進行巡回檢查，如檢查PLC電源電壓是否正常，PLC柜內風扇運行情況，接線端子是否松動，零線有無過熱跡象，電纜表皮有無破損、劣化、裂縫、變色等，電機是否過熱、有異味，熱檢、高溫計、接近開關、電磁閥是否正常等，積極做好故障預防，若發現異常及時解決，只有這樣才能把故障消滅在萌芽狀態，從而減少一切可避免的損失。

2.3 熟悉設備

掌握高線生產工藝流程、設備配置以及各設備的功能和工作原理。

2.4 熟悉PLC的情況

熟悉PLC的情況，如模塊的組成、模塊的狀態、線路的走向等。熟悉PLC所使用的各種檢測元件及執行元件，如熱檢、高溫計、接近開關、編碼器、電磁閥等。掌握各元件的工作原理、作用、接線圖及維護保養等知識。

3 故障診斷

3.1 PLC軟件故障

當電源正常，各指示燈正常，特別是輸入信號正常，但系統功能不正常（輸出時無或亂）時，這可能是程序丟失或出錯。本著先易后難的檢修原則，通常對PLC重啟后一般能解決問題。如解決不了，則用編程器的備份程序重新下載到PLC，恢復還原系統程序。

3.2 PLC硬件故障

PLC的硬件故障較直觀就比較容易發現，首先根據故障指示燈和故障現象判斷故障模塊，然后更換模塊。

（1）電源模塊故障。電源模塊正常時，電源指示燈應持續亮，如某燈不亮或閃爍，則表示電源有問題。

（2）I／O模塊故障。I／O模塊的輸入／輸出點都有發光二極管指示燈，有輸入但該點燈不亮，或確定有輸出但該點燈不亮，則懷疑I／O模塊有故障。如果只是一點壞，通常做法是找備用點替代，然后在程序中更改相應地址。

（3）CPU模塊故障。西門子CPU模塊指示燈：SF燈是程序錯誤時亮；BATF是電池錯誤時亮；DC5V燈是有5V直流電壓亮；FRCE燈是有變量被強制時亮；RUN燈是CPU運行時亮；STOP燈是CPU停機時亮。東芝CPU模塊指示燈：RUN燈是CPU運行時亮；BATF是電池錯誤時亮；HARD燈是CPU接地正常時亮；SOFT燈是CPU程序無故障時亮。

3.3 外圍線路故障

外圍線路由現場輸入信號元件（如按鈕開關、選擇開關、光電開關及傳感器的開關量、熱電偶的模擬量等）、現場輸出信號執行元件（如電池閥、繼電器、接觸器、電機等）、導線和接線端子等組成。PLC的大部分故障都出現在外圍線路，接線松動、元件損壞、機械故障、干擾等均可引起外圍線路故障。排查時要仔細，替換的元件要選用可靠、安全系數高的同型號的元件。針對外圍線路故障，主要有2種診斷方法：

（1）常規診斷。首先了解故障發生時的情況，觀察設備有無異常，如溫度高、保險熔斷、機械卡死等，然后檢查現場輸入信號元件、輸出信號執行元件是否正常，線路是否完好。

（2）在線診斷。如無法根據檢測元件和執行元件判斷故障點，則必須對程序進行在線分析和診斷，根據PLC梯形圖進行實時在線監視，以確定故障部件。

4 維修實例

4.1 活套不起套

在生產中，水平活套不起套，而引起堆鋼。按常規診斷方法觀察活套有無異常，檢查其控制線路情況。首先監視畫面無報警，可以排除電磁閥短路或線路接地等可能。現場檢查線路是否斷線，掃描器是否對正位，經檢查沒有發現問題。操作箱用手動看活套是否動作，排除掃描器故障。用萬用表測量電磁閥電阻情況，經測量不在正常范圍內，說明線圈燒斷，經更換后，活套正常。

4.2 集卷小車不能自動

從監視畫面上看，各設備的位置信號都滿足條件，但小車的位置數值不在設定范圍內，初步懷疑編碼器故障。首先檢查編碼器是否松動，經檢查，編碼器無問題。把小車開到初始位對編碼器進行清零，使數值回到初始位數值，再手動開動小車，看數值變化情況。當小車開到芯棒零位時，小車所在位的數值不在設定范圍（－50～50mm）內，則判斷編碼器壞。經更新后，小車正常自動。

5 結語

PLC控制系統以CPU為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術，具有很高的穩定性和可靠性。但一次故障就會造成整個系統停機，損失較大，維修有一定的困難，使用計算機進行故障診斷已成為主要手段。這要求維修人員具有較高的技術水平，有一定的外語和計算機基礎，只有了解和熟悉整個系統，同時具備機械、液壓、氣動等方面的知識才能勝任工作。只有善于學習、勇于鉆研，經常總結經驗和規律，才能把PLC控制系統維護檢修工作做得更好。

［1］強十涌，喬德庸，李曼云.高速軋機線材生產［M］.第2版.北京：冶金工業出版社，2009

［2］王廷溥.軋鋼工藝學［M］.北京：冶金工業出版社，1989

［3］朱伯平.高速線材軋制過程中活套控制的探討［J］.南方金屬，2004（6）