干除灰PLC控制系统故障分析及处理.pdf

墨 塞 3 P L C 其他故障 由于P L C 运行时间长，存在的故障还有P L C 系统因一 路通信不正常 ，只能单路运行；P L C 无法 自动热备用，在 运行的A路通讯或C P U 故障时，另一B 路无法 自动投用，给 运行带来很大的安全隐患 ；P L C系统运行不稳定，经常出 现数据波动大或数据无法显示 、死机等故障。 4继电器故障 继电器故障问题导致现场就地设备不能正常工作。 5逻辑组态和 画面问题 软件监控系统虽然没有故障，但 由于原有三、四期机 组的除灰画面和 8 机的同在一个监控画面，虽然老机组现 在已经关停 ，其控制画面和逻辑组态仍然保留。为了让运 行人员便于监控，防止干扰 ，必须把多余的逻辑组态和画 面等删除。 2 ． 2 故障原因分析 对于不同的故障现象，进行了针对性的排查分析 1 P L C 电源问题 P L C电源模块的额定功率必须满足各P L C 卡件的功率总 和，假如配置的额定功率不足 ，或者虽然额定功率满足， 但是由于电源模块本身的质量原因 ，实际功率无法达到要 求等情况，可能会导致P L C 状态异常。我厂 8 炉干除灰P L C 是在三四期基础上扩建的，I ／ 0 卡件和就地设备增加很多， 可能造成系统电源模块配置功率不足的问题。 2通讯单路运行问题 通讯有一路故障 ，这是必须要解决的问题。由于这个 故障也可能引起无法热备用和数据波动的问题。所以故障 排查首先应该从同轴通信电缆进行检查。因同轴电缆传输 信号的衰减达到一定程度时，可能出现数据通信状态时好 时坏。信号电缆是大部分是架空敷设 ，主要检查套管接头 部分是否有破损现象，避免造成多点接地。 3双机热备问题 本系统设计采用双机热备配置 ，以提高系统 的可靠 性 ，热备组件通过光缆电缆彼此相连，每个扫描周期 ，主 C P U 都要根据 自身的I ／ O 状态表，通过热备组件间的通讯 ， 来更新备用C P U的I ／ O 状态表，使备用C P U 始终与主C P U 保 持同步。但是运行中当主C P U故障后 ，从C P U 无法切换热 备状态 ，在用通讯正常的线路连接在热备卡件模块后 ，仍 无法投用热备。特别要注意的是热备组件前面板上的A ／ B 选择滑动开关 ，该开关用于选择C P U 是A 状态或B 状态。 两个C P U 模块的A ／ B 状态设置不能相同，即一个C P U 状态设 置为A，另一C P U 状态则必须设置为B，否则系统无法实现 热备。当P L C 每次最初上电时，会默认A C P U 为主C P U，B C P U 为备用C P U 。 4 影响 P L C控制系统稳定的干扰因素 影响 P L C控制系统稳定的干扰因素很多，主要有电源 波形畸变干扰 、电路耦合干扰 、输入元器件触点的抖动干 扰 、电容性干扰、电感性干扰、电磁干扰。 经过分析判断现场干扰主要是电路耦合干扰 ，可能由 于P L C 接地点不当或接地不 良或电缆屏蔽处理不当，通过 欢迎订 阅 欢迎撰稿 欢迎发布产 品广告信息 日 丝维塑日 回路阻抗发生耦合而产生电流干扰。 5 P L C 系统设备继电器 本P L C 系统设备继电器有两种 ，一种是直流2 4 V 继电器 有绿色指示灯 ，作为输出模块到现场设备的隔离继电器。 另一种是交流 2 2 0 V 继电器 有红色指示灯 ，作为现场设 备到输入模块的隔离继电器。在更换继电器时不能插错。 另外需要排除个别继电器接点有接触不良的可能。 6 其他问题 由于 P L C 系统经过多年运行，形成 了上位监控计算机 运行速度缓慢，数据通讯迟缓并且造成了热备P L C中一块 以太 网通讯模块损坏而只能单机P L C 运行无法实现系统双 机热备的现状 。另外 ，现阶段已关停机组的所有干除灰设 备虽已停用 ，但其控制点依然存在于干除灰程控系统中， 占用了系统较大的控制资源和C P U内存 ，致使C P U负荷率 过大 ，系统的数据通讯量过大 ，系统通讯速度缓慢 ，造成 P L C 有时运行不稳定 ，程控系统响应时间较长。网络通讯 故障率较高 ，故障查找较难 ，处理时间长 ，控制极不可 靠，存在较大安全隐患。 3 问题 处理措 施 3 ． 1 电源问题 处理 针对P L C 电源模块配置功率不足问题 ，联系厂家更换 新的电源模块后得到彻底解决。 3 ． 2 通 讯问题 处理 对故障通讯电缆 的检查处理 首先通信 电缆全面检 查，主要检查套管的连接处有无通讯电缆裸露 ，经检查未 发现有破损和断路现象。在远程站电缆沟出口处发现电 缆屏蔽层损坏 ，随即对该处焊接修复，故障排除。为了使 P L C 系统更加稳定可靠 ，我们将 主站与 2 远程站 、 3 远程 站之间的同轴电缆更换成多模光纤 ，提高通讯的稳定性以 及抗干扰性。更换后系统未再出现上述故障现象，问题得 到根本解决。 3 ． 3 C P U热备问题 处理 设法解决C P U 无法投热备用问题 。本厂使用的C HS 热 备模块 ，型号是1 4 0 C H S 1 1 0 O ，这个型号的卡件有两个版 本，一个是美国生产的，另一个是法国生产的，虽然型号 一 样，可是无法兼容使用。这是在这次改造中发现无法进 行热备的主要问题。经过更换同一版本的卡件模块后，热 备顺利投用，消除了除灰系统运行的安全隐患。将原来控 制系统的两个通讯交换机进行升级，更换为带6 个1 O O M电 口的工业型交换机 ，同时更换系统中的二块以太网通讯模 块 ，以提供系统数据通讯可靠性。 3 ． 4 干扰 问题处理 为了抑制干扰，常采用以下几种抗干扰方法 a ． 使用隔离变压器衰减从电源进线的高频干扰信号 ， 输入、输出线应用双绞线以抑制共模干扰。其屏蔽层接地 方式不同，对干扰抑制的效果也不一样 ，一般做法是将 初、次级屏蔽层均接地。 E l C VO 1 ． 2 O 2 01 a No ． 4 9 5 日 修维 日 b ． 用低通滤波器抑制高次谐波。低通滤波器的内部电 容上电感组合方式不同， 其高次谐波的抑制效果也有一定 区别。另外其电源输入 、输出线应分隔开，屏蔽层应可靠 接地。一般是在电源系统中既使用滤波器又使用隔离变压 器，但要注意先将滤波器接人电源再接隔离变压器。 c 用 频谱均衡法抑制电源中的瞬变干扰。此方法成本 较高，不常用。 我厂采取在P L C 机柜接线端子处加滤波电容器，对就 地热工设备输出信号中的高压信号进行滤波处理 原理图 见图2。例如主输送管压力现场变送器输出4 2 0 mA 信号 通过屏蔽电缆送到 { ；} 8 炉干灰站P L C电子间的模拟量输入卡 屏蔽层在机柜端接地 ，系统运行期间C RT 画面显示值 经常大幅跳变 ，加装滤波电容器后，大大减轻了干扰对干 除灰P L C 系统和就地设备的影响，跳变现象消失。 图2原理 图 接地是保证P L C 系统运行安全、可靠和抑制外部干扰 的重要措施 ，是提高P L C 系统抗 电磁干扰能力的重要措施 之一。安全接地是为了防止雷击或其他高电压可能造成设 备的损坏和保护人身安全 ，要求电子设备的机壳和金属构 件等必须与地相连。在实际施工中，应当按厂家要求将控 制系统的接地接至全厂电气接地网上或独立接地网上，其 连接方式及接地电阻均应符合设计规定 】 。 5上位机软件优化 上位机选用G E F AN U C 公司的C I MP L I C I T Y 4 ． 1 高级实 时监控软件包作为监控系统软件 ，对可编程控制器中的大 量数据进行实时显示和打印，并直接参与可编程控制器的 控制 ，P L C 所有控制操作 、工况显示、报警信息 、操作记 录、报表打印均通过该软件包在上位机上实现，对可编程 控制器的扫描速度没有任何影响。 我们将 已关停机组的控制点从该控制系统中移除 ， P L C 控制柜从系统中摘除，更改系统的下位控制逻辑和上 位监控画面，同时对系统更换三台上位监控计算机 ，在新 更换的上位监控计算机上对系统原有的监控软件和数据通 讯软件进行升级，以提高系统的运行操作速度和数据通讯 速度 。画面逻辑修改后 ，操作画面清晰明了，方便了运行 人员对系统的监视和控制。 4 结束语 通过本次对{5 } 8 炉干除灰P L C 控制系统改造，解决P L C 运 行中出现的问题，干除灰系统经过改造后投运至今状况 良 好 ，达到了预期的效果。引起P L C 系统故障的原因很多 ， 有些情况下导致故障的原因较难发现，应分析查找出根本 9 6 EI C V O 1 ． 2 O 2 0 1 3 No ． 4 墨 塞旦庄 原因 ，从根本上解决问题，避免根据表面现象进行简单的 处理。 分析和排除故障的方法和措施也在不断的探索和研究 中，通过正确设计硬件线路 ，选用高质量的元器件 ，充分 利用P L C 本身软件灵活巧妙地编程等措施 ，均能有效地提 高P L C 系统的运行可靠性。口 参考文献 [ 1 ]徐甫荣． P L C在发 电厂锅炉吹灰程控系统中的应用U ] ． 自动化仪 表， 2 0 0 3 ， 5 9 - 1 2 【 2 ]电力行业热工自动化技术委 员会 火电厂热控系统可靠性配置与事 故预控I S ] 北京 中国电力出版社， 2 0 1 0 [ 3 】 火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程DL ／ T 7 7 4 2 0 0 4 [ S ] ． 北京 中国电力出版社，2 0 0 4 作者简介 朱加喜 1 9 7 2 一 ， 男， 高级工程 师， 火电厂热控专业主管； 刘佳 1 9 8 0 一 ，女， 热控助理工程师，主要从事电厂生产过程安全监察工作。 收稿 日期 2 0 1 3 4 ．2 接第6 6 页 试验、通道失效时的闭锁试验等，均实现预期 目标。 3 结束语 本次汽轮发电机组振动跳机方式改造，是秦山二期机 组投产至今第一次对振动跳机方式进行改造。两台机组技 改后运行均已超过了两个个燃料循环，经受住了起机 、停 机、升降功率和台风雷雨天气等的考验。本次技改的成功 实施，达到了技改的预期目的，积累了很多跳机逻辑改造 方面的宝贵经验 ，对今后类似问题的处理有着重要的借鉴 和指导意义。口 参考文献 【 1 ] 翦天聪0 气 轮机原理【 M】 北京水利电力出版社， 1 9 8 6 『 2 】 潘汪杰 热工测量及仪表『 M】 北京 中国电力出版社， 2 0 0 9 【 3 】 邵裕森 过程控制系统及仪表【 M1 ． 北京机械工业出版社， 1 9 9 3 【 4 ] 王家祯 传感器与变送器[ M] ． 北京 清华大学出版社， 1 9 9 6 ． 作者简介 李贺 1 9 8 4 一 ， 男， 工程师， 现主要从事核电厂汽机安全监测系 统 、数字电液系统的维护与技改工作； 吴枫 1 9 8 2 - ， 男，工程师， 现主要从 事核电厂数字控制系统等的维护与技改工作。 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 2 一 1 鹰 图公 司推 出G ／ T e c h n o l o g y 1 0 ． 2 S P 1 G ／ T e c h n o l o g y 1 0 ． 2 S P 1 比今年年初发布的G ／ T e c h n o l o g y 1 O ． 1 S P 3 功能更强大。本次版本的新增功能主要是改进了 客户端的内存管理 ，并有以下改进改变 了核心产品和公 共AP I 对数个元数据表的访问；删除了不再使用的查询和 跟踪；支持附加大容量C A D 文件 D G N 和D WG；改进工 单校验功能；增加区域选择功能；设备编辑功能增强；编 辑多个设备的公共属性。N e t V i e w e r H E 务器增加了热启动功 能。N e t Vi e w e r 管理工具现在能让管理员指定特定数量的自 动启动的Ma p S e r v e r 进程，以缩短最终用户的响应时间。