电气设备的点检与维护

马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.可编程序控制器(PLC)的点检与维护马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.可编程序控制器(PLC)是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于维护等优点而获得广泛应用。目前马钢公司各厂（矿）的各类生产线均采用大型可编程序控制器(PLC)进行自动化控制，单体生产设备采用中、小型可编程序控制器(PLC)进行顺序逻辑控制。种类涉及SIEMENSS5S7系列、SchneiderModiconQuanTum系列、GE90-30VersaMax系列、TMEICV-series等。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.尽管可编程序控制器(PLC)在设计制造时已采取了很多措施，使它对工业环境比较适应，但在使用时由于工业生产现场的工作环境变化，大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰，交、直流传动装置在运行过程中的电磁干扰，以及工业粉尘等都会影响PLC的正常工作。为了确保整个自动化系统稳定可靠，应当尽量使PLC有良好的工作环境条件，并采取必要的抗干扰措施。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1、PLC在安装和使用时应注意的问题PLC适用于大多数工业现场，但它对使用场合、环境温度等还是有一定要求。控制PLC的工作环境，可以有效地提高它的工作效率和寿命。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.1PLC的成套安装在PLC成套安装时，有三种安装方法，整体式PLC一是用螺钉固定，不同的单元有不同的安装尺寸；另一种是DIN(德国共和标准)轨道固定。模块式PLC一是用DIN轨道固定,另一种是机架底板固定。为了使PLC控制系统工作可靠，通常把PLC安装在有保护外壳的控制柜中，以防止灰尘、油污、水溅。为了保证PLC在工作状态下其温度保持在规定环境温度范围内，控制柜中应有足够的通风空间，基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔。控制柜顶部要安装轴流风扇，强迫通风。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.为了避免其他外围设备的电干扰，PLC应尽可能远离高压电源线和高压设备，PLC与高压设备和电源线之间应留出至少200mm的距离。PLC在成套安装时，要严防导线头、碎金属削等从散热孔掉入PLC内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至永久损坏。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.2PLC对工作环境的要求：(1)环境温度控制在0~50℃的范围，最好在有空调的房所内。(2)相对湿度不超过85%或者不能存在露水凝聚(由温度突变或其他因素所引起的)。(3)不能有腐蚀和易燃的气体，例如氯化氢、硫化氢等。(4)不能有大量金属灰尘。(5)不能有频繁或连续的振动，振动频率为10~55Hz、幅度为0.5mm。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.3PLC供电电源PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断超过10ms或电源下降超过允许值，则PLC停止工作。对于因供电电源波动带来的干扰，PLC本身具有足够的抵制能力。如果供电电源波动较大，可采用不间断电源（UPS）供电，或安装一个变比为400:230的隔离变压器，以防止因供电电源中性点偏移而产生的供电电源波动，以及减少设备与地之间的干扰。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.4PLC系统的接地良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害，有效抑制各类电磁干扰。接地线应与PLC上的专用接地端相接，主机架、扩展机架、远程站的接地点应接在一起。接地点应与动力设备(如电机)的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能靠近PLC，接地电阻≤1Ω。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.5输入与输出接线PLC一般接受控制按钮、限位开关等输入的开关量信号，以及外部传感器输入的模拟量信号。接线端子是PLC与外部信号转换的端口。输入接线，一般指外部触点、传感器与输入端口的接线。输入器件接通时，输入端接通，输入线路闭合，同时输入指示的发光二极管亮。输入端的一次电路与二次电路之间，采用光电耦合隔离。二次电路带RC滤波器，以防止由于输入触点抖动或从输入线路串入的电噪声引起PLC误动作。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.输入接线还应特别注意以下几点：(1)输入接线一般不要超过30m。但如果环境干扰较小,电压降不大时，输入接线可适当长些。(2)输入、输出线不能用同一根电缆，输入、输出线要分开。(3)PLC所接受信号的脉冲宽度，应大于扫描周期的时间。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.PLC一般有开关量信号和模拟量信号输出，开关量信号输出有继电器输出、晶体管输出2种形式。输出端接线分为独立输出和公共输出。当PLC的输出继电器动作时，相对的两个输出端接通。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。PLC的输出负载可能产生噪声干扰，因此要采取措施加以控制。交流输出线和直流输出线不要用同一本电缆，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.此外，对于能使用户造成伤害的危险负载，除了在控制程序中加以考虑之外，还应设计外部紧急停车电路，使得PLC发生故障时，能将引起伤害的负载电源切断。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.PLC的点检与维护为了保障PLC系统的正常运行，定期对PLC系统进行检查和维护是必不可少的，而且还必须熟悉一般故障诊断和排除方法。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.1定期检查PLC是一种工业控制设备，尽管在可靠性方面采取了许多措施，但工作环境对PLC影响还是很大的。所以，通常每个半年时间应对PLC做定期检查。如果PLC的工作条件不符合表1规定的标准，就要做一些应急处理，以便使PLC工作在规定的标准环境。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.检查项目检查内容标准交流电源1.电压2.稳定度1.测量加在PLC上的电压是否为额定值2.电压电源是否出现频繁急剧的变化1.电源电压必须在工作电压范围内2.电源电压波动必须在允许范围内环境条件温度湿度振动粉尘温度和湿度是在相应的范围内吗？（当PLC安装在控制柜内时，控制柜内的温度可以认为是PLC的环境温度）0~50℃相对湿度85%以下振幅小于0.5mm(10~55Hz)无大量灰尘，盐分和金属屑安装条件基本单元和扩展单元是否安装牢固基本单元和扩展单元的联接电缆是否完全插好接线螺钉是否松动外部接线是否损坏安装螺钉必须上紧联接电缆不能松动联接螺钉不能松动外部接线不能有任何外观异常使用寿命1.锂电池电压是否降低2.继电器输出触点1.工作5年左右2.寿命300万次（35V以上）表1周期性检查一览表马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.3故障查找与处理PLC有很强的自诊断能力，当PLC自身故障或外围设备故障，都可用编程器和PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮灭来诊断。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表2CPU、I/O远程站故障查找与处理序号异常现象可能原因处理1[POWER]LED灯不亮1.供电电源丢失重新送电2.保险管熔断更换保险管2保险管多次熔短1.电压选择开关设定错误正确设定2.线路短路或烧坏更换电源单元3[RUN]LED灯不亮1.程序错误修改程序2.[RUN]开关不在[RUN]位开关拨到[RUN]位3.存储卡损坏更换存储卡4.CPU模板故障更换CPU模板4某I/O远程站输入、输出信号均无响应1.远程站电源开关断开重新送电2.通讯模板损坏更换通讯模板5各I/O远程站的输入、输出信号均无响应总线不良重新连接或更换总线连接器马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表3输入单元查找与处理序号异常现象可能原因处理1输入全部不接通（动作指示灯也灭）1.未加外部输入电源供电2.外部输入电压低加额定电源电压3.端子螺钉松动拧紧4.端子板联接器接触不良把端子板补充插入、锁紧。更换端子板联接器2输入全部断开（动作指示灯也灭）输入单元损坏更换输入单元3输入全部不关断输入单元损坏更换输入单元4特定编号的输入不接通1.输入器件不良更换输入器件2.输入配线断线检查输入配线3.端子螺钉松弛拧紧5输入不规则的ON/OFF动作1.外部输入电压低使外部输入电压在额定范围2.端子螺钉松动拧紧3.端子板联接器接触不良把端子板充分插入、锁紧。更换端子板联接器6异常动作的输入点以组为单位1.COM端螺钉松动拧紧2.端子联接器接触不良端子板充分插入、锁紧。更换端子板联接器马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表4-1输出单元查找与处理序号异常现象可能原因处理1输出全部不接通1.未加负载电源加电源2.负载电源电压低使电源电压为额定值3.端子螺钉松动拧紧4.端子板联接器接触不良端子板补充插入、锁紧。更换端子板联接器5.输出回路不良更换输出单元2输出全部不关断输出单元损坏更换输出单元3特定编号的输出不接通（动作指示灯灭）1.程序中输出点的控制不是唯一修改程序2.输出回路损坏更换输出单元马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表4-2输出单元查找与处理序号异常现象可能原因处理4特定继电器编号的输出不接通（动作指示灯亮）1.输出单元损坏更换输出单元2.输出配线断线检查输出线3.端子螺钉松动拧紧4.端子联接接触不良端子充分插入、拧紧。5输出出现不规则的ON/OFF现象1.电源电压低调整电压2.程序中输出点的控制不是唯一修改程序3.端子联接接触不良端子充分插入、拧紧。6异常动作的输出点以组为单位1.COM端子螺钉松动拧紧2.端子联接接触不良端子充分插入、拧紧。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4日常维护及常见故障的判定要点PLC系统的定期检修维护主要是由专业工程师来完成，PLC系统在正常生产运行过程中其程序是不会发生变化的，PLC系统的程序错误和模板硬件故障经常发生在PLC系统停送电时，因此在日常检修时只需断开PLC输入、输出等外围工作电源，而PLC主机架及远程站的通讯电源不易断开。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.影响PLC控制系统稳定运行的主要原因是外部输入信号和执行元件，而它们是有变化趋势的，因此日常的点检维护就非常重要，除了要保持PLC设备的清洁、接线端子的清洁和接线紧固外，可通过对一些异常现象的分析来判定可能产生的故障和故障原因。马鞍山钢铁股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4.1通过HMI来分析判定大型PLC控制系统一般都设有HMI对整个生产流程进行操作和监控，大量的温度、流量、压力等模拟量信号经过量程转换后，都将在HMI上显示和记录。(1)当某一模拟量输入信号发生无序波动时，说明外部输入回路出现接线松动等不良现象，要及时紧固接线。(2)当某一组模拟量输入信号都发生无序波动时，说明输入模板的机架接地或输入回路电缆的屏蔽接地出现不良现象，要及时检查接地线。马鞍山钢