西门子授权代理商DP电缆供应商采购

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起重行业采用PLC-变频器调速在近几年逐渐得到推广和普及，尤其在大型起重设备上，用PLC程序控制取代传统的继电-接触器控制;用变频调速取代绕线电机转子串电阻调速;用变频电动机或异步电动机取代绕线电机，再配合的现场总线技术和人机界面系统，提高了设备控制精度和稳定性，降低了故障率，且节能效果显著，易于检修维护，成为提高企业生产效率的好途径。  控制方案  某重型机械制造大件分厂，承担着所有大件设备装配、、对接等任务，对起重机性能要求很高，所用一台QD250/50t桥式起重机采用了siemens S7-400 PLC、ABB变频器、触摸屏等配置，应用了的Profibus现场总线技术、带编码器反馈的直接转距控制方式、及的人机界面系统。  桥式起重机分为主钩、副钩、大车、小车等四部分.因主起升机构在起重机应用上为典型，控制也为复杂，故本章以主起升为例详细介绍其控制方式。  1、PLC  整个系统以S7-400 PLC作为电控，主要有电源模块、CPU、输入输出模块及接口模块等组成。输入模块采集由限位开关、热敏电阻、变频器故障反馈等设备的信号状态;接收主令控制器、按钮开关发出的控制指令，集中在CPU中进行运算，并将程序运算通过输出模块和Profibus现场总线传送给接触器和变频器等执行设备，从而驱动电动机、液压抱闸、冷却风机等完成各种生产任务。  2、Profibus串行通讯现场总线系统  Profibus是一种开放式串行通讯标准，该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换。在本系统中以S7-400作为主站，以各机构变频器作为从站，通过DP接口模块和RS485屏蔽双绞线进行数据快速实时交换。  设置变频器通讯参数：  98.02=fieldbus 通迅模块  51.01= Profibus-DP 选择现场总线类型  51.02=3 设置主升变频器站地址  51.03=1500 选择通迅传输速率为1.5Mbit/s  51.04=PPO4 选择类型4(6个过程数据为一个标准块)  作为主站的PLC处理器从从站读取各种输入状态信息，即从变频器读出主升状态字和实际值，包括变频器准备好、上电应答、运行、转矩验OK、变频器故障、电动机实际转速等信息;并将各种输出信息写入从站，即将控制字和速度给定写入变频器。包括通讯位、来自现场总线的PLC系统的Drive on、来自上位系统的启动信号、故障复位信号及实际频率给定等。使复杂的信号转换、监控、反馈过程全部通过Profibus链的、和CPU的快速集中处理轻松实现。  3、的人机界面系统  TP270触摸屏和PLC之间也采用Profibus总线进行与交换，实时地显示和监控各机构的运行状态及电压、电流、转矩、速度等运行参数，并能利用自身故障实时诊断系统对故障现象进行判断，记录故障时的各种参数，这样，操作人员和检修人员就可以及时地了解系统的状态，并可按提示的故障信息去检查和维修，达到准确、快除故障的效果，真正实现了人机智能化。  4、变频调速系统  1)起升工况及要求  起升机构要求较大的调速比和较硬的机械特性，以适应重物的吊装要求;要求有大的起动转矩，优异的动态转矩响应能力，以适应负载突变，**重载二次起升的能力;解决好再生制动状态的能量回馈与处理，以缩短减速停车时间;解决好溜钩问题。  2)变频功能应用  根据起升机构特性和技术要求，变频器采用带测速反馈接口的800系列变频器，配合ACC 7.2提升软件，形成闭环直接转矩控制，通过预励磁功能和启动转矩设定,使电机启动瞬间力矩可达300%,实现了优异的启动特性.内置制动斩波器，外接制动电阻，使制动过程中的产生的再生能量通过制动电阻得到释放，达到快速制动的目的。使用机械制动控制功能，使电机转矩释放和制动器紧密配合，好地提高了设备的性，承受频繁起动冲击的能力及性也大为增加。  3) 参数设置  99. 1=ENGLISH 选择语言.  99. 2=CRANE 选择起升宏.  99. 3=YES 复位为工厂设置.  99. 4=DTC 选择直接转矩控制.  99. 5=380V 设定电机额定电压为380V.  99. 6=286A 设定电机额定电流为286A.  99. 7=50HZ 设定电机额定频率为50HZ.  99. 8=722rpm 设定电机额定转速为722转/分.  99. 9=150KW 设定电机额定功率为150KW.  99.10=STANDARD 选择标准旋转型电机数据辩识.  10.1=DI1 设置数字输入1为制动应答信号.  14.1=BRAKE LIFT 设置继电器输出1为机械制动控制.  14.2=WATCHDOG-N 设置继电器输出2为,当发生到通讯故障、制动斩波器故障、CPU阻塞等故障时切断制动器输出并急停.  14.3=FAULT 设置继电器输出3为故障输出，当发生过电流、过电压、过力矩、过载、过速度等故障时保护装置动作.  20.1= -722rpm 设置小转速为-722转.  20.2=722rpm 设置大转速为722转.  20.6=OFF 关闭直流过电压控制器.  21.1=CNST DC MAGN 设置启动特性为恒定励磁模式.  21.2=600ms 设置预励磁时间为600ms.  27.1=ON 制动斩波器的控制.  27.2=ON 制动电阻器的过载保护功能.  30.4= FAULT 选择电机过温时的保护类型为故障跳闸停车.  30.10=FAULT 选择电机缺相时的保护类型为故障跳闸停车.  30.11= FAULT 选择电机发生接地故障时保护类型为故障跳闸停车.  30.12= FAULT 选择现场总线与变频器的通讯异常时的保护类型为故障跳闸停车.  50.1=1024 设定编码器每转的脉冲数为1024.  50.2=A_-_B_-_ 选择对信号A、 B的所有边沿计数并换算成速度.  50.3=FAULT 设定脉冲编码器与编码器接口模块之间,或编码器接口模块与变频器控制板之间检测到通讯故障时的保护类型为故障跳闸停车.  50.5=TRUE 选择将编码器模块的实际速度反馈用于速度和转矩控制.  61.1=110% 设定当电机速度值过额定速度的110%时,传动将跳闸并显示过速度故障.  62.1=TRUE 选择转矩监视功能.  64.1=FALSE 选择控制方式为现场总线.  65.1= FALSE 选择电机停止后只在65.2的时间内保持励磁.  65.2=5s 选择电机停止后电机励磁电流保持on的时间,在此时间内电动机保持励磁并随时准备快速重起.  66.1=TRUE 选择转矩验功能有效.  66.3=** 选择转矩验有效值.在启动时,只有当电机力矩达到该值并通过验时才会发出抱闸打开指令.  67.1=2S 设定制动施加时间为2S,当停止时电机速度下降到零速值,抱闸开始闭合,在此时间内电机保持力矩,直至抱闸闭合完闭.防止重物下滑溜钩.  67.2=2% 设定相对零速值为2%,在当实际速度达到该值以下时,制动器开始闭合.  67.09=P67.10 选择启动转矩调用P67.10的值.  67.10=** 设定启动时转矩给定值为**.  69.2=3S 设定上升方向转速从0到**的加速时间为3S.  69.3=3S 设定下降方向转速从0到-**的加速时间为3S.  69.4=2S 设定上升方向转速从**到0的减速时间为2S.  69.5=2S 设定下降方向转速从-**到0的减速时间为2S.  98.1=RTAC-SLOT1 与脉冲编码器模块的通讯.  4)主要功能介绍  转距验  转矩验用于确认在松开抱闸和开始提升运行之前传动能够产生转矩,抱闸没有打滑.它是将机械抱闸被施加时给一个正的转矩给定(P67.10的值)来完成的.如果转矩验成功,则表示转矩达到了正确的等级,才能执行启动序列中的下一步骤.当变频器启动信号有效时,转矩验程序就开始了,完成之后,转矩验OK被置1,如果在转矩验期间到了任何故障,则转矩验失败,且传动跳闸停车,并在监控系统中给出故障指示，大大增加了起重机的性。  机械制动控制  变频器内置了制动逻辑控制器,用来控制抱闸接触器的动作.当接收到启动命令时,变频器对电动机进行预励磁,然后释放速度和转矩控制器,如果转矩验OK通过,制动器将抬起,电动机将按照正常的加速时间运行.如果在规定的时间内没有接收到制动应答信号,传动将故障跳闸并指示制动器故障.启动命令撤去之后,传动将按减速时间减速到相对零速,当接到零速信号反馈后,制动抬起命令被关闭,在制动施加时间(即P67.1的值)内传动将保持励磁和转矩输出,直至制动器闭合完毕，有效地预防了溜钩事故的发生。  再生能量的处理  重载下降时电动机处于再生制动状态，对于再生电能，能够妥善处理，以保能使减速停车时间尽量缩短。通过设置20.6=OFF关闭直流过电压控制器、27.1=ON 制动斩波器的控制，设置P69.04、P69.05选择合理的减速时间，当重物下降减速时，所产生的再生电能将通过和逆变管所并联的二管全波整流后反馈到中间直流电路，这一过程将产生泵升电压，当此电压过门限值，制动斩波器就会被，把多余的电能通过制动电阻快速得到释放，保了在短时间内快速减速或停车。  总结  综上所述，该系统PLC程序控制使外部硬接线简单明了，故障率低且易于维护，整个系统电网适应性强，起动转矩和低速转矩高，速度响应快，调速范围宽，各档位速度可任意设置，加减速时间可调，尤其是提升软件，使该起重机具备了提升机应用所需的全部控制和功能，确保了地运行。(end)

装载内存:
在CPU的装载内存中可以装载所有块，并包括块参数接口所占用的地址空间，也可以归档数据块，比如，通过调用系统功能将数据块只存储于装载内存中。
在S7-400 CPU中，可以插入的外部存储卡如FLASH闪存卡或RAM卡扩展CPU的装载内存。

工作内存：
工作内存只存储与程序顺序调用相关的数据。存储器的一半用于存储程序，另一半存储数据(这是一个固定分配)。
工作内存集成在CPU上且不能扩展。如果工作内存对于一个应用程序来说不够大，则换大内存的CPU。
工作内存通过电池备份。

系统内存：
系统内存包括以下存储区域：

过程映象输出和过程映象输入(PIQ，PII)

标志器(M)

定时器(T)

计数器(Z)

本地数据栈(L栈)

使用存储卡扩展装载内存：
当使用RAM存储卡时，使用电池对存储卡上的数据以及内部RAM上的数据进行备份，避免系统调电而造成数据丢失。
当使用闪存FLASH存储卡时，因为FLASH是非易失性的存储器，用户程序不需要电池备份，但是CPU集成RAM上的过程数据需要电池备份。
当新插入内存卡时，操作系统请求复位(STOP LED慢闪烁)。如果模式选择器保持在“MRES”位置，系统将执行一次复位，之后用户程序从存储卡传送到CPU的工作内存中。

重要事项：
程序运行时不能插拔存储卡。

上电之后CPU的动作
CPU上电后可以自动识别是否有电池备份。
如果CPU上电有电池备份，则工作内存的程序用于进行下一步操作。

如果CPU上电没有电池备份，则用户程序从装载内存传送到工作内存。

重要事项：
CPU 318-2DP的存储原则与400 CPU系列相似

1、引言 

在国产高压变频器的设计中，为了提高高压变频器内部控制的灵活性以及在现场应用的可扩展性，通常在高压变频器中内置PLC。自从20世纪70年代台PLC诞生以来，PLC的应用越来越广泛、功能越来越完善，除了具有强大的逻辑控制功能外还具其他扩展功能:A/D和D/A转换、PID闭环回路控制、高速记数、通信联网、中断控制及特殊功能函数运算等功能，并可以通过上位机进行显示、报警、记录、人机对话，使其控制水平大大提高。 

本文以广州智光电机有限公司为攀钢集团成都钢铁有限公司污水处理厂设计生产的国产高压变频器ZINVERT-H800/B10为例，介绍了三菱PLC在高压变频器控制系统中的运用。 

2、广州智光电机高压变频器简介 

广州智光电机有限公司推出的新一代ZINVERT系列智能高压变频调速系统为直接高－高型变频调速系统，通过直接调节接入高压电机定子绕组的电源频率和电压来实现电动机转速的调节从而达到节能的目的。它是集大功率电力电子控制技术、微电子技术、高速光纤通信技术、自动化控制技术和高电压技术等多学科为一体的产品。该产品采用主流双DSP控制系统和大规模集成电路设计，通过的数字移相技术和波形控制技术实现了高压电机的灵活调节和能耗控制。 

3、PLC在国产高压变频器中的设计使用 

3.1 PLC主要逻辑控制 

（1）用户要求高压变频器在出现故障停机时能快速自动切换到工频旁路运行，笔者给高压变频器专门配置了可以实现自动旁路功能的旁路柜，如图1所示，K1～K4为手动操作闸，J1～J3为高压真空接触器。在变频器发生故障时，旁路柜可以在几秒内完成从变频到工频的转换;而变频器在工频运行时，通过1个按钮就可以实现变频器从工频到变频的转换。这样的控制要求增加了变频器整机控制逻辑的复杂性。

 
图1 自动旁路柜

自动旁路柜控制逻辑简要介绍如下： 

变频调速系统退出变频转工频运行有两种方式，一种是自动方式，一种是手动方式，选择自动方式时，当变频器发生停机故障时变频器自动从变频转工频;选择手动方式时则需人工操作。 

变频调速系统退出工频转变频运行也有两种方式，一种是自动方式，一种是手动方式，选择自动方式时，只需在控制柜上按一个按钮，变频器就自动完成从工频转变频;选择手动方式时则需人工操作. 

（2）PLC控制系统原理图 

PLC主机选用输入输出点数48点，型号为FX2N-48MR，PLC作为系统逻辑量控制的控制，在自动旁路柜的逻辑关系控制中起着至关重要的作用。PLC控制系统原理图如图2所示。

 
图2 PLC控制系统原理图

旁路柜的逻辑控制要求比较复杂，采用PLC控制，接线简单，提高了性;旁路柜的逻辑改也变得很简单，只需修改PLC梯形图程序就可以了，很方便满足用户现场的控制要求。 

（3）PLC功能指令实现高压变频器PID闭环控制 

用户现场对变频器闭环控制提出的要求是:变频器能够根据用户系统用水量的变化，自动调整变频泵的转速，实现管网恒压供水;同时还可以在液晶屏上设定压力目标值。 

针对用户的要求，PLC另外配置了模拟特殊模块FX2N-4AD和FX2N-2DA。FX2N-4AD为模拟输入模块，有四个输入通道，大分辨力12位，模拟值输入范围为-10V～10V或者4～20mA;FX2N-2DA为模拟输出模块，有2个输出通道，大分辨力12位，模拟值输出值范围为-10V到10V或者4到20 mA。这样通过读取指令（FROM）和写入指令（TO），以及PLC带有的PID闭环控制功能指令（如图3所示），就可以实现对用户现场的管网水压进行PID闭环控制。

 
图3 带有的PID闭环控制功能指令的PLC 程序

其具体编程过程是这样:PLC读取指令（FROM）读取用户水压反馈值，把反馈值用移动指令（MOV）存入PID指令中的D12数据地址里; 把用户的水压设定值用移动指令（MOV）存入PID指令中的D10数据地址里;D200～D222保存PID的运行参数;D14为PID指令的运算值输出，通过PLC的写入指令（TO）把PID闭环运算结果D14写入模拟输出模块，再通过模拟输出模块转换成-10V～10V或者4～20mA的模拟信号送入高压变频器控制器进行频率设定。 

在进行PID运行参数设置时，P、I、D的参数设定尤其重要，其设定的好坏直接关系到管网水压控制的好坏。P表示比例增益，设定范围为0～99(%)，比例调节设定大，系统出现偏差时，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例增益，会造成系统不稳定;I表示积分时间，设定范围为0～32767(*100ms)，积分时间越小，积分作用就越强，反之I越大则积分作用弱;D表示微分时间，设定范围为0～32767(*10ms)，微分调节有前的控制作用，合适的微分时间能改善系统的动态性能。 

攀钢污水处理厂供水管网比较庞大，管网水压对水泵转速的变化响应比较缓慢， 因此PID的计算速度不能过快，即比例调节不能过快，否则如果管网水压突然变化大时，变频器的调节容易形成较长时间的振荡。根据这一情况，如图3所示，可以在PLC控制程序中加入PID间隔计算时间（T0）以及PID运算死区（M0），这样就可以把PID的计算速度调节至与管网水压变化速度相一致，避免管网水压震荡。 

（4）PLC功能指令实现PLC与变频器上位机通信 

为了使变频器上位机能对PLC进行显示、报警及记录，PLC还配置了通信模块FX2N-232BD，实现与变频器上位机的串口通信，通信编程指令如图4所示。

 
图4 通信编程指令

PLC RS232串口通信可使用无协议（RS指令）或协议与上位机进行通信，本例中使用无协议与上位机进行通信，如图四所示:D8120用于设定PLC通信格式，D50表示发送起始地址，K60表示发送字节数量，D150表示接收起始地址，K20表示接收字节数量。 

4、结束语 

高压变频器自动旁路柜采用PLC进行旁路逻辑控制，通过在攀钢污水处理厂运行的智光高压变频器模拟故障说明，高压变频器自动旁路柜在从变频转工频，工频转变频的相互切换非常方便，能在10s以内完成，大大提高了水泵运行的性。现场PID闭环控制效果非常理想，水压波动非常小，波动在过0.1kg时，变频器能调节转速，把水压控制在设定范围内，调节转速时不会产生任何振荡。同时通过PLC与高压变频器控制器的串口RS-232通信，在高压变频器液晶屏上能监视系统管网水压及PLC各种状态量。

引言  工业自动生产线应用非常普遍，一般生产线的长度是有限的，为把物料从一条生产线搬运到另一条生产线上，常常采用输送线升降机，以提高生产效率。本文以FX-ON系列可编程控制器为例，介绍PLC在输送线升降机中的应用，这种FX-ON系列PLC机以其优的性能价格比受到用户的关注，在改造旧设备、生产线以及替代进口产品方面，了很好的经济效益。特别是配上嵌入式全中文MCGS组态软件，可构成下位机监控系统，运行于WinCE嵌入式实时操作系统，内置流程图功能，有庞大的标准工业器件设备图形库，支持各类型PLC等硬件设备，可以完成复杂逻辑控制，并可根据实际工况灵活组态。经生产实践表明，该输送线升降机设计思路正确，运行，能达到实际生产应用的要求。  1、升降机结构图与工作原理  该单元由升降梯与立体仓库二部分组成，升降梯由升降台和链条提升部分组成，由步进电机做驱动电源，由光栅尺对升降梯上升或下降的高度进行准确的定位。  图1所示为传送线升降机结构图，工作原理如下：① 工件由传送线送至一楼升降梯机内；② 工件送达二楼后，升降梯上的传感器检测到工件进入时，升降梯上的传送电机停止工作，工件由动力辊道接出，再送入二楼辊道至二楼传送线，后进入仓库；③ 仓库的传感器检测到工件进入后，传送电机停，同时升降梯开始下降，回到初始位置，等待下一个工件；④整个系统以PLC为主要控制元件，设有手动／自动两种控制方式。   图1 升降机结构图 2、PLC选择及软、硬件设计  （1） 采用24V直流电源，型号选FXon－40MR，输入为24点继电器接点，输出为16点，外部输入电源在机内，内存程序循环扫描控制，处理速度平均为5UμS/bit，程序容量950kbyt。  （2） 在外围设备方面，采用便携式编程器FX-10P/20P或采用RS232通信或RS485通信方式，与上位机连接，外部输入设备有行程开关，按钮和电磁阀等。  （3） 编制程序时，要使用外部输入相应的端子设备号：外部输入接点闭合，操作指示灯亮，输出断开，操作指示灯灭。  （4） 时间定时器当前值设为0，定时器的点数为246，预置值0.1～3276.7s或0.01～327.67s，选用T0，T1等时间继电器。  3、电气控制系统设计  （1） 根据检测单元的检测情况，若检测到的工件为合格产品，则运行至此站，升降梯上的传感器检测到工件，升降梯上的传送电机停，通过步进电机驱动使步进电机转动，经齿轮齿条使升降梯带动工件上升。  （2） 根据的检测结果，使用计数器，若为金属销钉且为个工件则升降梯上升至二层时停止，启动升降梯和二层上的传送电机，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时2s后，此层传送电机停。步进电机反方向转动，升降梯下降到初始位置，准备运送下一个工件。  （3） 根据计数器，若为金属且为二个工件。升降梯仍重复上面的动作，将工件送入二层。  （4） 根据计数器，若为金属且为三个工件，（在程序中认为每层可装两个工件）升降梯则带工件自动进入三层。以后依次装入工件。  （5） 若为尼龙销钉且为个工件，则升降梯带动工件先垂直上升至二层，然后启动水平电机带动升降梯水平动作，当碰到水平的内限位开关时停止水平动作，启动升降梯和二层上的传送电机，将工件送入，二层传感器检测到工件进行延时2s后，此层传送电机停。水平电机反方向转动，回到外层碰到外限位停，然后启动步进电机使其反方向转动，升降梯下降时碰到底层限位停，回到初始位置，准备运送下一个工件。  （6） 若为尼龙销钉且为二个工件则重复上一步。  （7） 若为尼龙销钉且为三个工件，则重复上面步骤，升降梯带动工件先垂直上升至二层，然后水平移动，碰到内层限位时，水平电机停，此时升降梯带动工件继续上升至三层，将工件送入后，启动水平电机，升降梯进行反方向的水平动作，碰到外限位时，水平电机停，步进电机继续工作，带动升降梯下降至初始位置。以后工件依次装入。

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容易出故障，以便采取措施。现以我厂特种水泥1号线的PLC过程控制系统为例，对PLC过程控制系统故障分布规律进行分析，希望能对PLC过程控制系统的系统设计和U常维护有所帮助。 

1 系统故障的概念 

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系统包括处理器、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。 

2 系统的故障统计及分析处理 

2．1 我厂特种水泥1号线过程控制系统简介 

2000年该系统改造时采用日本二菱公司的A2系列PIC为组成的PLC过程控制系统。系统配置如图1。

 
图1 系统配置框图

该系统有2个集中控制室：窑尾控制室和窑头控制室，其中窑头控制室为主站；2个现场工作站：窑尾生料自动配料工作站和窑尾成球盘自动加水成球工作站；2个电视监控系统：预热器进口下料监控和窑头电视看火。现场工作站是立的微机自动控制系统，它与主站只进行模拟量的通讯和开关量的联锁。主站与从站间采用帧同步全双工通讯方式： 

2．2 系统故障数据的统计 

该系统运行近3年来PLC故障统计如表1。

现场控制设备故障统计如表2。

经统计，系统故障共计126次，其中PLC的故障比例约为4．7％，现场部分故障比例约为95．3％，：对照其他PLC过程控制系统的故障数据，并考虑该系统运行时间不是很长，该比例比较接近一般PLC过程控制系统的故障分布规律，有一定的普遍性。一般来讲PIC部分的故障比例约为5％，现场控制设备的故障比例约为95％。PLC过程控制系统故障分布的估计图[1]如图2。

 
图2 系统的故障分布

2．3 系统故障分析及处理 

2．3．1 PLC主机系统 

PLC主机系统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大因素之一。系统总线的损坏主要由于现在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，总线的塑料老化、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模块工艺水平有关。而PLC的处理器目前都采用的处理芯片，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，谨防人为的对主机系统造成损害。 

2．3．2 PLC的I／O端口 

PLC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模块是体现PLC性能的关键部件，因此它也是PLC损坏中的环节。要减少I／O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，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。 

2．3．3 现场控制设备 

在整个过程控制系统中容易发生故障地点在现场，表2列出了现场中容易出故障的几个方面。 

1)类故障点(也是故障多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的日常维护中，电气备件消耗量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，接触器触点易打火或氧化，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盘柜内 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继电器，改善元器件使用环境，减少换的频率，以减少其对系统运行的影响。 

2)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，或者要经过电气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、液压等各环节稍有不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，发现问题及时处理。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，很好地**了整个控制系统的有效性。 

3)三类故障点可能发生在开关、限位置、保护和现场操作上的一些元件或设备上，其原因可能是因为长期磨损，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，所以接近开关触点出现变形、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，使设备时刻处于完好状态。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)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有关，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)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。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端接地，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。这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)六类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰)，问题的解决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操作规程，在日常的工作中要遵守工艺和操作规程，严格执行—些相关的规定，如保持集中控制室的环境等等，同时在生产中也要加强这些方面的霄理。 

3 结束语 

过程控制系统本身是一个完整的系统，所以在分析故障或处理故障时也要注意系统性，单的对某一部分的优化有时并不能提高系统的整体性能。如过分追求元器件的精度而不考虑实际的需要以及和相关设备精度的匹配，将徒然增加系统成本。在日常维护中也有过把系统越改越复杂的现象，如采用复杂的控制方式和设备来实现本可以用简单装置来实现的控制，违背了经济、简单、实用的原则，并可能会增加故障率，这也是要注意的地方。(end)