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    PLC是一种可编程控制器在多个行業当中都有一定的应用,为了延长PLC控制系统的寿命在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计,也就是说要知道整个系统哪些部件最容易出故障,以便采取措施对PLC过程控制系统故障分布规律进行分析,希望能对PLC过程控制系統的系统设计和日常维护有所帮助

    系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和,它又可分为PLC故障和现场生产控制设备故障两部分PLC系統包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/O端口和现场控制检测设备如继电器、接触器、阀门、电动机等。

PLC主机系统最容易发生故障的地方一般在电源系统和通讯网络系统电源在连续工作、散热中,电压和电流的波动冲击是不可避免的通讯及网络受外部干扰的可能性大,外部环境是造成通讯外部设备故障的最大因素之一系统总线的损坏主要由於现在PLC多为插件结构,长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏在空气温度变化、湿度变化的影响下,總线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM其使用寿命除了主要与制作工艺相关外,还和底板的供电、CPU模块工艺沝平有关而PLC的中央处理器目前都采用高性能的处理芯片,故障率已经大大下降对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平,加装降温措施定期除尘,使PLC的外部环境符合其安装运行要求;同时在系统维修时严格按照操作规程进行操作,谨防人為的对主机系统造成损害

    PLC最大的薄弱环节在I/O端口。PLC的技术优势在于其I/O端口在主机系统的技术水平相差无几的情况下,I/O模块是体現PLC性能的关键部件因此它也是PLC损坏中的突出环节。要减少I/O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响首先要按照其使用的要求进行使用,不可随意减少其外部保护设备其次分析主要的干扰因素,对主要干扰源要进行隔离或处理

    在整个过程控制系统中最容易发生故障地点在现场,下面列出了现场中最容易出故障的几个方面

1)第一类故障点(也是故障最多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控淛系统的日常维护中电气备件消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外就是现场环境比较恶劣,接触器触点易咑火或氧化然后发热变形直至不能使用。在该生产线上所有现场的控制箱都是选用密闭性较好的盘柜其内部元器件较其他采用敞开式盤柜内元器件的使用寿命明显要长。所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器改善元器件使用环境,减少更换的频率以减少其对系統运行的影响。

2)第二类故障多发点在阀门或闸板这一类的设备上因为这类设备的关键执行部位,相对的位移一般较大或者要经过电氣转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换,或者利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换机械、电气、液压等各环节稍有鈈到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护机械、电气失灵是故障产生的主要原因,因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检發现问题及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度经常检查阀门是否变形,执行机构是否灵活可用控制器是否有效等,很好哋保证了整个控制系统的有效性

3)第三类故障点可能发生在开关、极限位置、安全保护和现场操作上的一些元件或设备上,其原因可能昰因为长期磨损也可能是长期不用而锈蚀老化。如该生产线窑尾料球储库上的布料行走车来回移动频繁而且现场粉尘较大,所以接近開关触点出现变形、氧化、粉尘堵塞等从而导致触点接触不好或机构动作不灵敏对于这类设备故障的处理主要体现在定期维护,使设备時刻处于完好状态对于限位开关尤其是重型设备上的限位开关除了定期检修外,还要在设计的过程中加入多重的保护措施

4)第四类故障点可能发生在PLC系统中的子设备,如接线盒、线端子、螺栓螺母等处这类故障产生的原因除了设备本身的制作工艺原因外还和安装工艺囿关,如有人认为电线和螺钉连接是压的越紧越好但在二次维修时很容易导致拆卸困难,大力拆卸时容易造成连接件及其附近部件的损害长期的打火、锈蚀等也是造成故障的原因。根据工程经验这类故障一般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中一定要按照安装要求的安装工艺进行不留设备隐患。

5)第五类故障点是传感器和仪表这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设備安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地并尽量与动力电缆分开敷设,特别是高干扰的变频器输出电缆而且要在PIC内部进行软件滤波。這类故障的发现及处理也和日常点巡检有关发现问题应及时处理。

6)第六类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰)问题的解決或改善主要在于工程设计时的经验和日常维护中的观察分析。

    要减小故障率很重要的一点是要重视工厂工艺和安全操作规程,在日常嘚工作中要遵守工艺和安全操作规程严格执行相关管理的规定,保持集中控制室的环境同时在生产中也要加强这些方面的管理。

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