斗輪機PLC控制系統故障分析與處理

黃漢根

(射陽港發電有限責任公司,江蘇　鹽城　224346)

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斗輪機PLC控制系統故障分析與處理

黃漢根

(射陽港發電有限責任公司,江蘇鹽城224346)

對斗輪機PLC控制系統故障特點，對故障分析及處理方法進行了詳細的分析，通過實例，介紹了PLC故障停機的處理方法。

PLC;斗輪機;DP接口;處理

1　概述

斗輪機作為重要的輸煤設備現已廣泛用于電廠的燃料儲運煤場。斗輪機總體結構分為：行走機構、斗輪機構、懸臂膠帶機、仰俯機構、回轉驅動機構、尾車變換機構等。設備如圖1所示。整機供電電源采用6kV 50HZ高壓上機，電纜卷筒供電，通過動力變壓器和控制變壓器變壓后輸出的380V 50Hz經過框架式斷路器作為低壓電源供給各電機以驅動各機構運行。電氣系統的電氣設務主要分布在低壓配電室和司機室。斗輪機的控制方式分為單動、聯動、半自動三種，設備運行之前必須確定一種控制方式。

圖1

2　斗輪機PLC電氣控制原理

斗輪機PLC控制系統為SIEMENS S7-300 CPU315-2DP，使用軟件為S7-300安裝軟件包STEP.7.V5.4.中文版.SP3。主站 CPU帶有1個遠程站，PLC控制系統采用PROFIBUS協議實現主站與從站的通訊和控制，并在PROFIBUS DP網絡上連接一臺MP377觸屏，觸摸屏配置在司機室，用于顯示設備狀態、運行參數及故障報警信息等。在線監控通過編程電纜連接CPU和工控機，實現斗輪機運行的實時監控。

3　斗輪機PLC故障分析及處理方法

3.1PLC故障特點

PLC控制系統故障是指整個生產過程中斷的總和，它分為PLC故障和生產現場控制設備故障兩部分。PLC故障一般為：CPU單元故障、I/O單元、電源模塊、通訊模塊故障等。現場控制設備故障一般為：斷路器、接觸器、限位開關、接近開關、中間繼電器、接線盒、接線端子等觸點接觸不良等故障。對現場控制設備故障不作論述，重點對PLC故障進行分析和處理。

3.2PLC故障分析及處理方法

(1)根據斗輪機司機室觸摸屏顯示的報警信息查找故障，可以迅速準確的查明原因并確定故障部位，電氣維修人員借助其他的檢修手段，從而排除故障。

(2)根據PLC輸入輸出狀態來診斷故障，可通過模塊上輸入、輸出指示燈來確定故障發生情況，是外圍主令信號，還是PLC本身內部元器件損壞。

(3)利用上位機監控系統來查找故障，通過對PLC梯形圖進行實時監控，找到故障發生的原因，然后再檢查相應電氣回路，并查找到故障點，并進行處理。

(4)根據CPU模塊LED顯示和程序診斷，來查找故障，正常運行時CPU模塊上電源指示燈、運行指示燈常亮，顯示綠色，當出現硬件或軟件故障錯誤時SF紅燈亮，當出現總線出錯時BF紅燈亮，針對不同的指示燈顯示對相應的模塊、DP接頭、通訊電纜進行檢查處理。

4　故障分析實例

4.1故障現象

斗輪機運行中出現跳閘，電氣人員至現場檢查系PLC停機，CPU模塊SF紅燈亮，經重新上電后正常，經試運行后又出現同樣故障，時間長短不一。

4.2故障分析及處理

(1)通過查看CPU的診斷緩沖區發現是由機架故障引起的 STOP 模式：OB 沒有裝載或不能裝載，或沒有 FRB。

(2)在PLC程序中加裝了一個組織塊OB86，以區分故障類型，加裝OB86組織塊后運行過程中，再次出現跳閘故障時，PLC瞬間停機，又自動恢復，CPU模塊SF紅燈由亮轉熄滅，不需要重新上電就可運行。

(3)根據上述處理情況對CPU模塊、內存卡進行更換，重新下載程序運行故障仍舊，排除CPU模塊、內存卡及程序方面的故障。

(4)進一步檢查通訊電纜和通訊模塊，并對通訊電纜屏蔽的接地情況進行了復查，屏蔽及接觸良好。當更換通訊模塊IM153-1時對DP接口進行檢查發現斗輪機司機室通訊模塊DP接口接線處有破裂現象，且接線接觸不良，接線混亂。對此DP接口進行更換，按照DP接口接線規范重新接線，通過上述處理，試運行后，運行正常。

(5)D型插頭內部結構圖

圖2

從圖中可見，當開關撥至“ON”時，A1和B1兩端和終端電阻相連，所以在DP網絡的終端只能接A1和B1，否則不能連接終端電阻。

圖3

當開關撥至“OFF”時，終端電阻和數據線斷開，A1和A2，B1和B2相連，串起網絡上的設備。平時使用只用到了DB9(針)插頭的3和8兩個引腳，判斷DP網絡硬件連接是否正常首先要保證數據線連接牢固，而檢測的最好方法就是測量3，8引腳之間的電阻。如果接線牢固，那么當開關撥至“ON”時3，8之間的電阻為220Ω，當開關撥至“OFF”時電阻為無窮大。

(6)實際測量DP相關數據正確接線

使用萬用表歐姆檔，測量起點終端DB9(孔)插頭之間3，8引腳的電阻，所有電阻開關均撥至“OFF”，電阻應是∞，然后從這個終端開始，依次將開關撥至“ON”，觀察萬用表讀數，如果為220Ω，則該節點正常，然后將下一開關撥至“ON”，還是測量起點終端，如果測量電阻值是110Ω，則起點到下一節點之間電纜和接頭正常，不正常則該節點接線或此電纜有誤。

(7)注意事項

測量PROFIBUS-DP網絡終端電阻時要將所有DP終端全部從模塊上拔下，不能帶電進行。

5　結束語

在實際工作中，我們應該熟悉PLC結構和通訊的接口方面的知識，認真研究和分析故障產生的原因和機理，按規范要求接線連接，從而避免產生人為造成的故障點。在生產和維護過程中，對發生PLC故障，首先通過邏輯程序逐段逐層分析，確定故障點，然后逐一排除故障，從而確保設備順利的投入運行。

[1]劉鍇,周海.深入淺出西門子S7-300 PLC[M].北京航空航天大學出版社.

[2]王衛兵，高俊山,等.可編程序控制器原理及應用[M].2版.北京：機械工業出版社，2002.1.

Fault Analysis and Treatment of PLC Control System of Bucket-wheel Machine

HUANG Han-gen

(Sheyang Harbour Power Generation Limited Liability Company,Yancheng 224346,China)

For fault characteristics of the PLC control system for the bucket-wheel machine,the paper analyzes the fault and treatment method in deail.By the example,present the treatment method for PLC fault malt machine halt.

PLC;bucket-wheel machine;OP interface;treatment

1004-289X(2016)01-0104-02

TM921.5

B

2014-12-15

黃漢根(1963-)，男，漢族，江蘇省東臺人，工程師，高級技師，主要從事電廠生產檢修、運行和技術管理工作。