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對自動(dòng)化生產(chǎn)線“干擾”故障的分析與探討
1、前言
首先將自動(dòng)系統(tǒng)的輔助設(shè)備按產(chǎn)品的生產(chǎn)順序組合,然后以一定的節(jié)拍完成生產(chǎn)。物品由一端不斷送入,生產(chǎn)材料在相應(yīng)工位加工,經(jīng)過各操作單元的加工后,產(chǎn)品從末端輸出,這種生產(chǎn)設(shè)備的組合系統(tǒng)稱為自動(dòng)化生產(chǎn)線[1]。自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)用可以提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量和減輕操作人員工作量,因而被廣泛采用。但是,因?yàn)樽詣?dòng)化生產(chǎn)線組成復(fù)雜,用于信號指令傳輸?shù)碾娖髟^多,需判斷的數(shù)據(jù)較多,所以很容易受到外界的干擾。
干擾是生產(chǎn)控制過程中無法避免的,而干擾形式的多樣性又會(huì)造成控制系統(tǒng)故障的多樣性、反復(fù)性。因而,自動(dòng)化生產(chǎn)線故障查找與處理相當(dāng)困難。
2、幾種自控系統(tǒng)的故障分析
現(xiàn)將工作過程中遇到的幾例不同干擾對自動(dòng)化生產(chǎn)線影響及其故障分析進(jìn)行總結(jié)。
2.1 膜過濾系統(tǒng)異常停機(jī)
現(xiàn)場控制系統(tǒng)情況:控制系統(tǒng)硬件使用西門子S7-400系列CPU及硬件,編程軟件為西門子STEP7 V5.2,組態(tài)軟件為INTOUCH8.0。
故障現(xiàn)象:膜過濾為自動(dòng)化生產(chǎn)線,總共有1#~6#六組膜管,在開機(jī)后應(yīng)為1#~6#膜管電機(jī)順序啟動(dòng),相配套閥門開啟,開始生產(chǎn)。故障時(shí)為1#電機(jī)啟動(dòng)后約30秒,2#電機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)時(shí)突然所有電機(jī)、閥門停車,生產(chǎn)線不能啟動(dòng),無故障報(bào)警。
原因查找:在故障停機(jī)后,對所有設(shè)備進(jìn)行檢查測試,無異常;對開機(jī)條件信號進(jìn)行測試,無異常;觀測生產(chǎn)數(shù)據(jù),無異常;對控制程序進(jìn)行靜態(tài)檢查,無異常。試開機(jī)故障依舊。對相關(guān)開機(jī)參數(shù)安排進(jìn)行觀測,均無異常,開機(jī)前其開機(jī)中均滿足條件,因電機(jī)功率較大,不能頻繁開啟,故障查找較慢。
進(jìn)一步判斷,此信號報(bào)警引起設(shè)備停機(jī),而實(shí)際水位滿足使用要求。熱水罐位于一樓罐區(qū),膜過濾控制室為六樓,信號線約100米,經(jīng)分析,因信號線路長,雖用屏蔽電纜仍受到干擾,干擾一般時(shí)間很短,約100ms左右,人肉眼無法觀測到,但程序已補(bǔ)捉到,引起設(shè)備停機(jī)。
采取措施:根據(jù)以上判斷,干擾源不易查找且無其他影響,將程序中故障信號進(jìn)行延時(shí)500ms左右,避免干擾誤判斷。程序修改后,系統(tǒng)使用正常。
2.2 濃縮系統(tǒng)硬件頻繁損壞,信號線帶強(qiáng)電
現(xiàn)場控制系統(tǒng)情況:控制系統(tǒng)硬件使用西門子S7-300系列CPU及硬件,編程軟件為西門子STEP7 V5.2,組態(tài)軟件為WINCC6.02。
故障現(xiàn)象:濃縮系統(tǒng)出現(xiàn)硬件模塊損壞,更換新模塊后約幾個(gè)月時(shí)間又損壞。損壞模塊打開后其內(nèi)部無明顯損壞現(xiàn)象,“SF”故障燈亮。
原因查找:經(jīng)記錄比較,損壞硬件模塊主要集中在模擬量輸入模塊。經(jīng)對其供電電源、外部設(shè)備電源、使用電纜進(jìn)行檢查測試,均正常。因損壞模塊較集中,判斷可能為(4~20)mA信號電纜上出現(xiàn)瞬時(shí)脈沖高壓信號,導(dǎo)致模塊內(nèi)部元件擊穿損壞。
采取措施:在信號進(jìn)入模塊前加隔離模塊,將現(xiàn)場信號與模塊隔開,加隔離后,使用正常。
2.3 烘干系統(tǒng)蒸汽控制不穩(wěn)定
現(xiàn)場控制系統(tǒng)情況:控制系統(tǒng)硬件使用西門子S7-300系列CPU及硬件,編程軟件為西門子STEP7 V5.2,組態(tài)軟件為WINCC6.02。
故障現(xiàn)象:烘干一級蒸汽流量不穩(wěn)定,波動(dòng)明顯,導(dǎo)致無法控制,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
原因查找:經(jīng)現(xiàn)場信號測試,判斷為現(xiàn)場蒸汽流量計(jì)本身輸出信號不穩(wěn)定。進(jìn)一步查看,流量計(jì)測量不穩(wěn)定。現(xiàn)場蒸汽流量計(jì)為橫河YF-100系列分體式流量計(jì),現(xiàn)場安裝及其使用條件均符合要求,無振動(dòng)、強(qiáng)電、工頻信號等干擾源。進(jìn)一步確定傳感器本身正常,變送器輸入異常,而變送器在其他地點(diǎn)測試使用正常。最終經(jīng)多次現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),確定為分體式專用電纜YF011的藍(lán)色接地線帶來干擾。YF011為雙層屏蔽電纜,有黑色、藍(lán)色接地線,正常狀況下較好保證了傳輸信號的穩(wěn)定和準(zhǔn)確,但在個(gè)別情況下,亦可能帶來由地線引起的干擾。
采取措施:將YF011電纜藍(lán)色接地線懸空,流量測量穩(wěn)定。將YF011接地線懸空符合橫河技術(shù)培訓(xùn)要求,允許在有干擾情況下懸空接地線,而不會(huì)影響測量值的準(zhǔn)確性。
2.4 酸解系統(tǒng)與電腦主機(jī)通訊異常
現(xiàn)場控制系統(tǒng)情況:控制系統(tǒng)硬件使用西門子S7-300系列CPU及硬件,編程軟件為西門子STEP7 V5.2,組態(tài)軟件為WINCC6.02,通訊方式為MPI方式,電腦主機(jī)加裝CP5611通訊板卡,通過專用MPI電纜與西門子S7-314CPU通訊。
故障現(xiàn)象:通訊數(shù)據(jù)不正常,經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)斷網(wǎng)情況,有時(shí)出現(xiàn)電腦主機(jī)死機(jī)現(xiàn)象。
原因查找:現(xiàn)場查看,測試電腦主機(jī),正常;分析軟件,運(yùn)行正常;測試PLC通訊,無異常;設(shè)備接地正常;無明顯干擾存在。當(dāng)檢查CP5611板卡,發(fā)現(xiàn)其金手指存在銹蝕現(xiàn)象,經(jīng)表明清潔后,繡跡仍存在。再仔細(xì)查看MPI電纜接口處,也發(fā)現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。控制室因與酸解生產(chǎn)線較近,空氣濕度大,空氣含酸性成分,長期使用導(dǎo)致板卡銹蝕,接觸不好,通訊數(shù)據(jù)丟失。
采取措施:重新選擇控制室,與酸解生產(chǎn)線離開一定距離,在電腦及PLC機(jī)柜處放置除濕劑,控制室內(nèi)濕度,通風(fēng)窗口選擇背離生產(chǎn)線一面,更換銹蝕CP5611卡及MPI電纜。處理后,長期使用正常。
3、結(jié)語
作為一個(gè)電氣維護(hù)人員,要不斷的學(xué)習(xí)新的知識,并將之運(yùn)用到實(shí)際工作中去,勇于探索不斷實(shí)踐,才能更好的解決好實(shí)際工作中遇到的各種疑難雜癥。
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