RICON系統(tǒng)故障涉及的范圍 基于 PLC  控制系統(tǒng)  平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行的可行性技術(shù)保障 劉建宇      大慶煉化公司機(jī)電儀廠  摘要：本文重點(diǎn)對(duì)大慶煉化公司180萬(wàn)噸/年ARGG大機(jī)組的控制系統(tǒng)TRICON和EDS系統(tǒng)頻繁燒卡的現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，將問(wèn)題做個(gè)專項(xiàng)匯總，找到問(wèn)題解決的辦法。從而切實(shí)有效地保證特護(hù)機(jī)組的平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：PLC、TRICON、EDS、燒卡、電磁場(chǎng)、組態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益 前   言  180萬(wàn)噸/年ARGG三機(jī)組和氣壓機(jī)組控制系統(tǒng)是TRICONEX公司的TS3000控制系統(tǒng)和GE公司的90-70系列PLC系統(tǒng)，如TRICON系統(tǒng)見(jiàn)1所示。投用3年后陸續(xù)出現(xiàn)燒卡現(xiàn)象，如TRICON系統(tǒng)更換主處理器MP和各I/O卡件已有18塊之多，EDS系統(tǒng)已更換CPU、BIU、I/O卡件等達(dá)12塊（祥見(jiàn)表1），造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失并嚴(yán)重地威脅裝置的安全生產(chǎn)。 系統(tǒng)故障的分析研究 一、系統(tǒng)故障涉及的范圍  如附表所示，遇到的系統(tǒng)故障現(xiàn)象有以下幾個(gè)方面： l         卡籠箱故障：  TRICON、GE90-70PLC、3500卡籠箱均更換過(guò)。  l          系統(tǒng)卡件燒壞：  TRICON系統(tǒng)更換電源模塊、主處理器MP、通訊卡EICM和各I/O卡件已有18塊之多；EDS系統(tǒng)已更換電源模塊、CPU、BIU、I/O卡件等達(dá)12塊；本特立3500系統(tǒng)卡件更換4塊；ASCC防喘振控制器燒壞等。  l          系統(tǒng)通訊故障：  EDS系統(tǒng)冗余的主副PLC出現(xiàn)6次不冗余現(xiàn)象；操作站與PLC的通訊故障出現(xiàn)4次。
l          儀表設(shè)備燒壞：  主風(fēng)機(jī)靜葉控制器的隔離柵燒毀1次；各類探頭和前置器更換累計(jì)達(dá)30余臺(tái)/次。  從附表可以看出，在裝置和機(jī)組的運(yùn)行期間，維護(hù)中對(duì)各類故障的處理措施基本上可以分幾種情況。 系統(tǒng)接地的處理 ：詳細(xì)檢查接地系統(tǒng)，確保儀表接地符合要求；將系統(tǒng)工作地和安全地分開。 電源系統(tǒng)的處理  ：檢查UPS的輸出電壓的及各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求（由UPS廠家配合進(jìn)行）；將UPS輸出端三相四線的中性點(diǎn)N相做接地聯(lián)接；更換UPS電源、6臺(tái)變壓器及電源開關(guān)。  儀表回路的檢查：  將所有儀表回路做了詳細(xì)的檢查。     圖1 TRICON系統(tǒng)示意圖           二、系統(tǒng)維護(hù)中值得思索的幾個(gè)問(wèn)題   筆者認(rèn)為，以下幾個(gè)方面值得思考。 1、關(guān)于系統(tǒng)的工作環(huán)境因素  環(huán)境因素有溫度、濕度、電磁場(chǎng)、空氣塵埃等。實(shí)際上溫度、濕度和空氣中的腐蝕性氣體及允許塵埃量都符合要求，尤其是和其它機(jī)組控制室相比都是一樣的。 但交流電磁場(chǎng)的指標(biāo)卻很可能過(guò)高。原因如下：  l        標(biāo)準(zhǔn)要求是：磁場(chǎng)＜2.5T/M，電場(chǎng)＜8V/M（14KHz~1GHz）  l        據(jù)電磁場(chǎng)的理論可知：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。深入理解便是：  ①恒定的電場(chǎng)周圍無(wú)磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周圍無(wú)電場(chǎng)。 
        ②均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。          ③周期性變化的電場(chǎng)周圍存在同周期的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)在周圍產(chǎn)生同周期的電場(chǎng)。  l        TRICON和EDS系統(tǒng)柜下面距離約3米處便是高達(dá)1萬(wàn)伏的交流動(dòng)力電源（其它機(jī)組沒(méi)有）。當(dāng)大電機(jī)啟動(dòng)或停運(yùn)時(shí)產(chǎn)生很大的電磁場(chǎng)便會(huì)以光速傳播到遠(yuǎn)處。如圖3所示。而電子電路長(zhǎng)期在這樣強(qiáng)的電磁場(chǎng)環(huán)境中工作，其性能便會(huì)逐漸下降，直至燒毀。這可能就是我們遇到經(jīng)常燒卡的現(xiàn)象。      圖2 電磁場(chǎng)的產(chǎn)生        2、關(guān)于系統(tǒng)的可靠性和可用性的問(wèn)題 " title="下一頁(yè)">> >> >>|       眾所周知,PLC具有很高的可靠性指標(biāo)，一般公司的PLC模塊其MTBF（平均無(wú)故障時(shí)間）都在幾萬(wàn)到十幾萬(wàn)小時(shí)，甚至幾十萬(wàn)小時(shí)。但是以PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的可靠性又如何保證呢？   據(jù)美國(guó)自動(dòng)化行業(yè)的典型統(tǒng)計(jì)， 以PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的故障分布率如下：    由此可見(jiàn)，一個(gè)控制系統(tǒng)中只有20%的故障可由PLC直接診斷，而80%的故障在PLC外部,需要用另外的方法解決故障診斷。研究表明，在對(duì)一個(gè)成套設(shè)備或設(shè)備的故障檢修時(shí)，有一半以上的時(shí)間花在檢查、分隔、和確認(rèn)故障及其發(fā)生地點(diǎn)的工作上。因此，要提高以PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的可用性，應(yīng)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮外部故障的防止和診斷的措施。        1） 選用質(zhì)量可靠、性能好的輸入和輸出器件。        2） 充分利用PLC的軟元件資源(如專為外部故  障檢測(cè)準(zhǔn)備的軟元件)，強(qiáng)化PLC系統(tǒng)的外部    故障檢測(cè)的功能。充分利用PLC CPU模塊和其它智能模塊的自診斷功能，如CPU模塊對(duì)自身的及對(duì)I/O模塊的診斷及報(bào)警，通信模塊對(duì)有關(guān)通信的診斷，  熱電偶輸入模塊對(duì)斷偶的報(bào)警，等。充分認(rèn)識(shí)PLC CPU的在
線更換I/O模塊的功能。 這時(shí)應(yīng)注意保持被更換的模塊所處的狀態(tài)，直到更換完畢再恢復(fù)直接從現(xiàn)場(chǎng)采集輸入信號(hào)，或直接向現(xiàn)場(chǎng)輸出信號(hào)。  3）正確選擇I/O模塊。絕大部分I/O模塊都是8個(gè)或16個(gè)或32個(gè)輸入/輸出點(diǎn)共用1個(gè)公共點(diǎn)。特別是對(duì)輸出模塊的輸出電流和流過(guò)公共點(diǎn)的電流均有限制。如某模塊每個(gè)輸出點(diǎn)的電流為0.5A，8個(gè)點(diǎn)共用1個(gè)公共點(diǎn)，流過(guò)它的電流為2A，這意味著只允許同時(shí)接通4點(diǎn)，否則會(huì)影響模塊的安全使用。對(duì)于輸入模塊，則要注意對(duì)一個(gè)公共點(diǎn)它允許同時(shí)可接通的點(diǎn)數(shù)（通常為60%）。在安排輸入/輸出的清單時(shí)，千萬(wàn)不能忽略這個(gè)問(wèn)題。  4）正確選擇輔助開關(guān)電源。注意電源有足夠的富裕容量。若安排雙電源作并聯(lián)運(yùn)行，一定要考慮適當(dāng)?shù)碾娐繁ＷC負(fù)載不會(huì)都由其中一個(gè)內(nèi)阻較低的那個(gè)電源承擔(dān)。        現(xiàn)在的模塊都采用新的集成電路元器件，元器件數(shù)量大為減少，電路板的熱設(shè)計(jì)均可保證在小型化的同時(shí)，長(zhǎng)期可靠地工作。但是對(duì)于電源模塊來(lái)講，就比較難以達(dá)到這種境地。一般的電源模塊相對(duì)體積較大。作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者一定要十分注意這個(gè)問(wèn)題，讓電源模塊有足夠的富裕容量。這種小錢沒(méi)有必要省，省了小錢可能造成隱患，教訓(xùn)并不鮮見(jiàn)。  5）容錯(cuò)能力。容錯(cuò)能力是一個(gè)控制器的主要指標(biāo)，它能檢測(cè)出瞬時(shí)或固有的故障并對(duì)其進(jìn)行在線修復(fù)。它提高了控制器的穩(wěn)定性。故障診斷程序，一定要在編控制程序的同時(shí)，考慮編故障診斷程序。有人把它稱為基于PLC的嵌入式故障診斷程序。  另外，還要注意輸入模塊的工作電壓足以保證0和1狀態(tài)正常翻轉(zhuǎn)，切勿把工作電壓定在接近0/1電平的下限，不然會(huì)產(chǎn)生工作不可靠的情況。 
線更換I/O模塊的功能。 這時(shí)應(yīng)注意保持被更換的模塊所處的狀態(tài)，直到更換完畢再恢復(fù)直接從現(xiàn)場(chǎng)采集輸入信號(hào)，或直接向現(xiàn)場(chǎng)

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