斗轮机PLC控制系统故障分析与处理

黄汉根

(射阳港发电有限责任公司,江苏　盐城　224346)



斗轮机PLC控制系统故障分析与处理

黄汉根

(射阳港发电有限责任公司,江苏盐城224346)

对斗轮机PLC控制系统故障特点，对故障分析及处理方法进行了详细的分析，通过实例，介绍了PLC故障停机的处理方法。

PLC;斗轮机;DP接口;处理

1　概述

斗轮机作为重要的输煤设备现已广泛用于电厂的燃料储运煤场。斗轮机总体结构分为：行走机构、斗轮机构、悬臂胶带机、仰俯机构、回转驱动机构、尾车变换机构等。设备如图1所示。整机供电电源采用6kV 50HZ高压上机，电缆卷筒供电，通过动力变压器和控制变压器变压后输出的380V 50Hz经过框架式断路器作为低压电源供给各电机以驱动各机构运行。电气系统的电气设务主要分布在低压配电室和司机室。斗轮机的控制方式分为单动、联动、半自动三种，设备运行之前必须确定一种控制方式。

图1

2　斗轮机PLC电气控制原理

斗轮机PLC控制系统为SIEMENS S7-300 CPU315-2DP，使用软件为S7-300安装软件包STEP.7.V5.4.中文版.SP3。主站 CPU带有1个远程站，PLC控制系统采用PROFIBUS协议实现主站与从站的通讯和控制，并在PROFIBUS DP网络上连接一台MP377触屏，触摸屏配置在司机室，用于显示设备状态、运行参数及故障报警信息等。在线监控通过编程电缆连接CPU和工控机，实现斗轮机运行的实时监控。

3　斗轮机PLC故障分析及处理方法

3.1PLC故障特点

PLC控制系统故障是指整个生产过程中断的总和，它分为PLC故障和生产现场控制设备故障两部分。PLC故障一般为：CPU单元故障、I/O单元、电源模块、通讯模块故障等。现场控制设备故障一般为：断路器、接触器、限位开关、接近开关、中间继电器、接线盒、接线端子等触点接触不良等故障。对现场控制设备故障不作论述，重点对PLC故障进行分析和处理。

3.2PLC故障分析及处理方法

(1)根据斗轮机司机室触摸屏显示的报警信息查找故障，可以迅速准确的查明原因并确定故障部位，电气维修人员借助其他的检修手段，从而排除故障。

(2)根据PLC输入输出状态来诊断故障，可通过模块上输入、输出指示灯来确定故障发生情况，是外围主令信号，还是PLC本身内部元器件损坏。

(3)利用上位机监控系统来查找故障，通过对PLC梯形图进行实时监控，找到故障发生的原因，然后再检查相应电气回路，并查找到故障点，并进行处理。

(4)根据CPU模块LED显示和程序诊断，来查找故障，正常运行时CPU模块上电源指示灯、运行指示灯常亮，显示绿色，当出现硬件或软件故障错误时SF红灯亮，当出现总线出错时BF红灯亮，针对不同的指示灯显示对相应的模块、DP接头、通讯电缆进行检查处理。

4　故障分析实例

4.1故障现象

斗轮机运行中出现跳闸，电气人员至现场检查系PLC停机，CPU模块SF红灯亮，经重新上电后正常，经试运行后又出现同样故障，时间长短不一。

4.2故障分析及处理

(1)通过查看CPU的诊断缓冲区发现是由机架故障引起的 STOP 模式：OB 没有装载或不能装载，或没有 FRB。

(2)在PLC程序中加装了一个组织块OB86，以区分故障类型，加装OB86组织块后运行过程中，再次出现跳闸故障时，PLC瞬间停机，又自动恢复，CPU模块SF红灯由亮转熄灭，不需要重新上电就可运行。

(3)根据上述处理情况对CPU模块、内存卡进行更换，重新下载程序运行故障仍旧，排除CPU模块、内存卡及程序方面的故障。

(4)进一步检查通讯电缆和通讯模块，并对通讯电缆屏蔽的接地情况进行了复查，屏蔽及接触良好。当更换通讯模块IM153-1时对DP接口进行检查发现斗轮机司机室通讯模块DP接口接线处有破裂现象，且接线接触不良，接线混乱。对此DP接口进行更换，按照DP接口接线规范重新接线，通过上述处理，试运行后，运行正常。

(5)D型插头内部结构图

图2

从图中可见，当开关拨至“ON”时，A1和B1两端和终端电阻相连，所以在DP网络的终端只能接A1和B1，否则不能连接终端电阻。

图3

当开关拨至“OFF”时，终端电阻和数据线断开，A1和A2，B1和B2相连，串起网络上的设备。平时使用只用到了DB9(针)插头的3和8两个引脚，判断DP网络硬件连接是否正常首先要保证数据线连接牢固，而检测的最好方法就是测量3，8引脚之间的电阻。如果接线牢固，那么当开关拨至“ON”时3，8之间的电阻为220Ω，当开关拨至“OFF”时电阻为无穷大。

(6)实际测量DP相关数据正确接线

使用万用表欧姆档，测量起点终端DB9(孔)插头之间3，8引脚的电阻，所有电阻开关均拨至“OFF”，电阻应是∞，然后从这个终端开始，依次将开关拨至“ON”，观察万用表读数，如果为220Ω，则该节点正常，然后将下一开关拨至“ON”，还是测量起点终端，如果测量电阻值是110Ω，则起点到下一节点之间电缆和接头正常，不正常则该节点接线或此电缆有误。

(7)注意事项

测量PROFIBUS-DP网络终端电阻时要将所有DP终端全部从模块上拔下，不能带电进行。

5　结束语

在实际工作中，我们应该熟悉PLC结构和通讯的接口方面的知识，认真研究和分析故障产生的原因和机理，按规范要求接线连接，从而避免产生人为造成的故障点。在生产和维护过程中，对发生PLC故障，首先通过逻辑程序逐段逐层分析，确定故障点，然后逐一排除故障，从而确保设备顺利的投入运行。

[1]刘锴,周海.深入浅出西门子S7-300 PLC[M].北京航空航天大学出版社.

[2]王卫兵，高俊山,等.可编程序控制器原理及应用[M].2版.北京：机械工业出版社，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

黄汉根(1963-)，男，汉族，江苏省东台人，工程师，高级技师，主要从事电厂生产检修、运行和技术管理工作。