化工装置PLC控制应用故障分析与处理

王承纲

（江苏苏菱铝用阳极有限公司，江苏镇江 212000）

化工装置PLC控制应用故障分析与处理

王承纲

（江苏苏菱铝用阳极有限公司，江苏镇江 212000）

PLC技术在提升化工装置运行稳定性上具有重要作用，然而，面对化工生产中周围环境的复杂性，PLC控制系统也会出现一些故障和问题，特别是电源控制系统中因散热不畅而带来的高温损坏，因PLC系统插件结构在使用中带来插拔模块损毁问题，空气环境中存在腐蚀性气体，总线塑料老化、接触点氧化等等，都可能给PLC系统的运行带来严重影响。为此，全面探讨PLC控制系统可能故障源，从原因分析上来提出改进对策，来保障PLC系统的可靠运行。

化工装置；PLC控制系统；故障分析；处理对策

在化工企业各类化工装置自动化控制系统中，PLC技术应用广泛。但由于工作环境变化而带来的PLC运行故障问题，给化工生产带来更大安全隐患，特别是由PLC控制失灵而带来的火灾、爆炸等事故，其损失往往难以估量。为此，全面探讨PLC控制系统可能存在的故障问题，并就其成因进行归纳，针对性的提出防范对策就显得尤为重要。

1 硬件方面常见故障分析及处理

在化工生产过程中，对于超温、超压、超液位等系统的控制中，PLC系统连锁系统往往应用较多，但其硬件层面上的故障，主要表现在以下几种情况。

1.1 某些连接线出现松动而导致连锁故障

在PLC系统对外连接线方式上，多采用带电吸合、断电停车模式，而连线因自身松动可能带来停车故障。因此，在进行PLC系统安全检查中，要对各类连接线路、螺丝稳固性进行检测，防范可能存在的接触不良问题。

1.2 继电器、按钮触头松动故障

由于PLC控制系统与其他触控装置在连接上，多采用继电器、按钮方式，这些依靠弹簧压力来保持连接的方式，在长期使用或出现质量问题时，可能引发停车故障，带来安全隐患。

针对继电器等触控可靠性问题，一方面可以从定期检测、定期更换继电器方式来解决接触不良故障，另一方面对继电器工作原理及连接单元进行检测，其中的一次元件如传感器、变送器、温度开关、压力开关、流量开关等容易出现损坏，需要进行及时更换。如选择二选二连接方式中的热阻、双支热偶等进行同时测量，选择二选一智能切换方式中的主测元件、备用元件进行自动切换。再者选择品牌质量高、稳定性强的一次测量元件。对于PLC自身硬件故障问题，如PLC卡件自身损毁而带来故障。常见的有PLC系统中I/O接口接触不良，CPU烧毁而无法运行等问题。可以采用双冗余方式的通信模块来替换单纯性CPU卡。

2 PLC通讯系统故障分析及处理

PLC系统自身在运行中的故障率往往很低，但PLC与PLC或其他自动化模块在进行通讯时可能存在较多通讯故障。如DCS连锁信号在传输中可能引发PLC停车故障，通信中断带来的停车事故等。因此在防范处理上，一方面在设计上尽量减少通讯口传递连锁信号模式，另一方面采用单一PLC控制系统来完成通讯功能；另外在PLC硬件设计上，采用PLC 与DCS系统直接连接；对模拟信号进行隔离，确保通讯线路单一性，避免交叉。

3 PLC系统干扰故障分析与处理

针对PLC系统可能遇到的干扰威胁，在进行干扰源分析上，主要从以下几个方面来处理。

一是做好防雷电干扰设计。由于在化工装置中，通常在顶部或高处安装变送器、调节阀等限位开关，这些系统很容易受到雷电干扰，而给PLC控制系统带来危害。因此在处理方法上，可以选择封闭式电缆桥架方式，通过焊接螺丝与地线连接，实现避雷目标。

还可以通过穿线管，将变送器保护箱与螺丝进行焊接，增强抗雷电能力。静电对PLC系统的干扰也是很突出，特别是I/O端口的电缆在长期使用中可能累积静电，使得PLC输入口误导通而引发故障。在处理方法上，可以在PLC输入端口并接电容，来释放可能出现的累积静电。

另外，在进行现场作业时，要穿静电服，避免化纤衣服等带来的静电危害，特别是注重机房管理，防范可能的静电威胁。在高压线路运行中可能带来的电磁干扰故障。由于PLC系统多以24V电压为主，其现场开关信号往往受到220V电压及380V电压的影响，特别是在总线控制上，一旦与高压线路并行，其高压干扰会给PLC开关线路带来导通危害，而引发故障。因此在防范措施上，一是要做好电缆桥架设计，特别是对不同电压的线路进行归类敷设，避免高压线路对低压控制系统的干扰。

对PLC端口并接电容，释放可能存在的交流电信号；在PLC系统中引入高压输入卡件，提升门坎电压，降低干扰；在开关量回路中增加电源隔离装置；在PLC开关量输入端加装继电器，来阻断高压信号干扰。软件干扰在PLC系统故障中也应该给予重视，特别是一些PLC系统软开关，因其他停车信号而带来的干扰误动作，可能引发另一路停车故障。

因此在处理软件干扰上，需要增加常开触电串联，来确保有且只有唯一的信号才能触发开关。如可以增加软延时器，利用延时频蔽频率方法来降低干扰；还可以增加二位阀限位开关，来降低干扰信号带来的控制故障。

4 结束语

作为自动化控制系统的核心，PLC技术在使用中对于干扰的处理不当往往引发误动作，而给整个系统自动化控制带来故障危害。因此在具体应用中，要不断分析可能存在的故障源，深入了解和探析问题所在，并从降低干扰，提升可靠性上解决故障。

[1]姚杰，李莉虹.PLC控制系统在化工安全联锁系统中的应用及可靠性分析[J].机电信息，2013，（21）.

[2]刘学.PLC过程控制的故障特点与排除措施分析[J].科技创新导报，2013，（34）.

Fault Analysis and Treatment of PLC Control Application in Chemical Plant

Wang Cheng-gang

PLC technology plays an important role in improving the operation stability of chemical plant.However，in the face of the complexity of the surrounding environment in the chemical production，the PLC control system will also have some faults and problems，especially the power control system due to poor heat dissipation The high temperature damage caused by plug-in PLC system plug-in structure in use to bring the plug module damage problems，the presence of corrosive gases in the air environment，bus plastic aging，oxidation of contact points，etc.，may bring to the PLC system operation Serious impact.To this end，a comprehensive discussion of PLC control system may be the source of the fault，from the reasons put forward to improve countermeasures to ensure the reliable operation of PLC system.

chemical plant；PLC control system；fault analysis

TM76；TM921.5

A

1003-6490（2016）08-0052-02

2016-08-06

王承纲（1975—），男，江苏镇江人，工程师，主要研究方向为电气自动化。