西门子亳州PLC模块总代理

西门子亳州PLC模块总代理

80防喘振控制系统及继电器联锁控制停车系统组成。505e调速控制器，3300轴振动轴位移控制器，多点打印报警联锁温度仪安装在就地控制室，ys-80防喘振控制系统和继电器联锁控制停车系统安装在中央控制室内。自96年投产以来，每年由于二氧化碳压缩机停车造成尿素生产中断达近20次，其中以上是由于控制系统误运动作停车造成的。由于所出的控制系统故障都属于软故障，5年多未查找出真正原因。有一次一天跳了3次车，将二氧化碳压缩机密封损坏，更换给密封停了2天。二氧化碳压缩机组系统的频繁停车，给公司带来巨大的经济损失。2001年底，我们经过逐项排查，认真分析了故障原因，对控制系统进行了一次彻底整改，很好地解决了问题，使机组能够长期连续运行，达到了整改目的。

2  系统故障分析

2.1 短路接地故障

二氧化碳压缩机联锁系统采用继电器联锁系统，220vac供电，来自现场的开关量信号有60多个，来自现场控制室控制盘的有20多个，联锁系统只设计一个空气开关供电。由于建厂期间安装施工不规范，现场穿线管内的电缆在拉电缆时有的已破损，这就出现了穿线管内破损电缆处在震动状态瞬间接地打火现象。有的接线盒内使用了无绝缘把的线鼻子，电线与接头处无绝缘，用黑胶布简单包扎就安装上去，有的黑胶布的地方接触到外壳，随着时间增加，黑胶布绝缘下降，出现对地瞬间打火现象。上述两种打火情况出现后，都会引起空气开关跳闸联锁逻辑系统失电，机组停车。

2.2 现场干扰信号

现场接线盒密封不严进入蒸汽，至使接线端子绝缘下降，出现联锁系统继电器线圈电压有时是100多伏，莫明其妙的吸合。有时该释放时不释放，造成逻辑出现混乱而停车。

2.3 继电器触头松开

继电器由于质量问题，使用时间不长就出现了通电继电器常开触头不能闭合和时断时接的情况，出现莫明其妙的跳车。有时是报警触头松开出现报警，而跳车触头没有松开面没有跳车，故障千奇百怪。

3  技改解决方案

3.1 短路接地故障查找及解决

我们所碰到的短路接地故障99%是瞬间打火，主开关跳闸现象。打火结束后故障消失，用500v电阻表也测不着短路点。面对上百个来自现场的信号，只能一个点一个点排查，用了近2天时间，发现穿线管内有一处电缆破了，在振动状态下碰壁打火短路接地。由于穿线管内电缆有余量，剪掉电缆破损一节重新接好，故障消失。

对于接线盒内数十处使用了没带绝缘把的接线片，采用黑胶布包扎绝缘，绝缘降低短路接地瞬间打火，故障时有时无，外观观察不出任何痕迹，只有把接线片取下来才能发现下面有打火时烧焦的痕迹。这种故障查找费了好大的事，经过三番五次查找才得以确定。更换了带绝缘把的接线片，故障消失。

对于一处接线使用了多股软线，没用接线片压接，而是在接线柱上缠绕了3圈也没有压接垫片就进行了紧固，结果在振动状态下逐渐松开，较长的多股软线碰壁打火短路接地造成主开关跳闸停车。把多股软线重新用线鼻子压接接好后，故障。

为了尽快锁定短路点，我们对来自现场的80多组信号都加装了带保险的接线端子，经试验，只要有短路点，相应保险端子立即熔断，很快就锁定短路点，查找故障较其方便，缩短了停车查找故障时间。

3.2 现场干扰信号故障解决

面对莫名其妙的继电器吸合或断开，造成的停车百思不得其解，较终在打开现场全部接线盒时发现多数接线盒内由于进了蒸汽，接线端子发生锈蚀，绝缘下降，从而引发干扰信号既接线端子间的串电现象，造成联锁系统误动作停车。根据上述原因，重新更换了所有接线盒内接线端子及重新更换线盒密封圈，故障。

继电器触头松开故障查找。较初几次的跳车后，查dcs所有记录，只有较终跳车结果信号，没有**故障信号。经分析，我公司的二氧化碳压缩机继电器联锁系统报警记录是dcs开关量卡i/o点接到一组继电器的剩余触头上完成的。dcs开关量i/o来记录继电器触头的开关状态，其它触头用于联锁连接(一个继电器共有4组触头)。dcs报警记录只能做到1秒间隔，而继电器联锁系统跳车，在十几毫秒之内就已完成，所以dcs打印出来的信号只是在同一时刻内，先后分不清楚。再加上初期继电器触头松开使处于临界状态，快速时通时断，跳车结束后故障又消失，这就对查找故障及判断故障来较大困难。

后来几次出现了跳车报警，但实际没有跳车，故障原因锁定在继电器部分触头松开是主要原因，判断为继电器质量原因。

最后一次停车，发现继电器常开触头带电时已彻底松开，故障为继电器质量原因较终确定。

全部更换了日本原装继电器后，故障排除。在继电器联锁跳车信号较终输出继电器前加一延时继电器，延时1-2秒，这时dcs报警打印可以打印出**故障，但由于对机组会造成的危害尚不清楚，最后取消了延时。

3.3 plc事故顺序信号系统

技改项目增加一套plc事故顺序信号系统(soe)。soe系统plc采用三菱q06h plc代替dcs专门做开关量变化时刻记录用，利用q06h实现高速soe功能。新的系统将继电器开关量信号改接到plc开关量输入卡，如附图所示。dcs所需的开关量信号通过rs485通讯口实现

通过梯形图软件编程，报警记录周期小于1/4毫秒，比目前市场的soe(事故顺序记录)仪表快出4倍多，每次停车都可以清楚地打印出**故障，这种办法可以很好解决继电器联锁机组控制系统快速停车而报警记录打印慢的问题。

plc具有抗干扰能力强使用寿命长运行速度块的特点。用它来做soe可以达<0.25ms/256点，完全满足各类高速soe的需要。配接dcs可以实现与plc的通讯，方便实现记录存储打印功能。采用plc一个扫描周期为时间的基本单位(分辨率)，并且一个扫描周期向一秒计数器(如d227数据寄存器)计数一次，秒计数器(d227)一秒末清零一次。当有联锁点(i/o)状态发生变化时，将系统时钟月、日、时、分、秒及秒计数器(d227)当前值计入plc的一组数据寄存器保存。根据二氧化碳压缩机控制系统联锁点在故障停车后，不是马上恢复，而是在确认复位或开车后恢复的特点，所以设计每一联锁点只有两条时间记录，即断开一条闭合一条，是固定寄存器记录方式，固定记录方式与传统soe栈式记录方式不同，无用信息不会将记录缓冲区**满。当然再次开车前或后一定要打印本次故障停车事件顺序记录，否则再次停车后，上次故障停车事件顺序记录将被冲掉。为了提高系统抗干扰能力，plc(i/o)各点都加20毫秒软延时。q06h plc通讯模块采用qj71c24 rs485串行通讯模块，与dcs通讯时不占plc cpu时间，而plc cpu与qj71c24交换数据采用并行方式，速度较快，不影响plc cpu扫描周期，从而plc可以实现分辨率小于1/4毫秒高速记录。

4  结束语

公司二氧化碳控制系统经过2001年11月底的彻底整改，获得较大成功，6年来，尚未发生过一次因控制系统原因造成的停车，给我公司创造了很好的经济效益,。也创造了大机组长周期运行的较好记录。

仪表控制系统软故障瞬间来去。故障发生时造成停车，停车后故障又不复存在，这种故障是仪表人员较头疼的。还有干扰信号干扰电压等也是较棘手的，给查找故障带来大的困难。公司5年多二氧化碳压缩机频繁停车查不出原因就是例子。但是通过遵循电气原理抓住停车现象的蛛丝马迹，认真分析故障原因，较终发现了停车几种故障原因，进行了科学合理的整改，解决了多年控扰企业的难问题，因此创造了6年多仪表控制系统不停车的同类机组的较好成绩。

一、关于RS485总线的几个概念:
1、485总线的通讯距离可以达到1200米。
    根据485总线结构理论，在理想环境的前提下，485总线传输距离可以达到1200米。其条件是通讯线材优质达标，波特率为9600，只负载一台485设备，才能使得通讯距离达到1200米，所以通常485总线实际的稳定的通讯距离往往达不到1200米。如果负载485设备多，线材阻抗不合乎标准，线径过细，转换器品质不良，设备防雷保护复杂和波特率的提高等等因素都会降低通讯距离。
2、485总线可以带128台设备进行通讯。
    其实并不是所有485转换器都能够带128台设备的，要根据485转换器内芯片的型号和485设备芯片的型号来判断，只能按照指标较低的芯片来确定其负载能力。一般485芯片负载能力有三个级别――32台、128台和256台。。此外理论上的标称往往实际上是达不到的，通讯距离越长、波特率越高、线径越细、线材质量越差、转换器品质越差、转换器电能供应不足(无源转换器)、防雷保护越强，这些都会降低真实负载数量。 3、485总线是一种较简单、较稳定、较成熟的工业总线结构
    这种概念是错误的。485总线是一种用于设备联网的、经济型的、传统的工业总线方式。。其通讯质量需要根据施工经验进行调试和测试采可以得到保证。485总线虽然简单，但也必须严格按照安装施工规范进行布线。
二、必须严格按照施工规范施工
    在485总线系统施工时必须严格按照施工规范施工，特别应注意下面几点。 1、485+和485－数据线一定要互为双绞。
2、布线一定要布多股屏蔽双绞线。多股是为了备用，屏蔽是为了便于出现特殊情况时调试，双绞是因为485通讯采用差模通讯原理，双绞的抗干扰性较好。不采用双绞线是错误的。
3、485总线一定要用手牵手式的总线结构，坚决避免星型连接和分叉连接。
4、设备供电的交流电及机箱一定要真实接地，而且接地良好。有很多地方表面上有三角插座，其实根本没有接地，接地良好可以防止设备被雷击、浪涌冲击。静电累积时可以配合设备的防雷设计较好地释放能量，保护485总线设备和相关芯片不受伤害。
5、为避免强电对其干扰，485总线应避免和强电走在一起。三、推荐几种调试方法:     在调试前首先要确保设备接线正确，且施工合乎规范。可以根据遇到的问题采用下面几种调试方法。 1、共地法: 用1条线或者屏蔽线将所有485设备的GND地连接起来，这样可以避免所有设备之间存在影响通讯的电势差。
2、终端电阻法: 在最后一台485设备的485+和485-上并接120欧姆的终端电阻来改善通讯质量。
3、中间分段断开法: 通过从中间断开来检查是否设备负载过多、通讯距离过长、某台设备对整个通讯线路的影响等。
4、单独拉线法: 单独简易拉一条线到设备，这样可以用来排除是否是布线引起了通讯故障。
5、更换转换器法: 随身携带几个转换器，这样可以排除是否是转换器质量问题影响了通讯质量。
6、笔记本调试法: 先保证自己随身携带的电脑笔记本是通讯正常的设备，用它来替换客户电脑进行通讯，如果正常，则表明客户的电脑的串口有可能被损害或者受伤。四、建议和忠告     采用485总线结构常见的几种通讯故障有下面几种。
1、通讯不上，无反应。
2、可以上传数据，但不可以下载数据。
3、通讯时系统提示受到干扰，或者不通讯时通讯指示灯也不停地闪烁。
4、有时能通讯上，有时通讯不上，有的指令可以通，有的指令不可以通。
为减少通信故障提出下面几条建议和忠告供参考。
1、建议用户使用和购买门禁厂家提供的485转换器或者厂家*推荐品牌的485转换器。
2、门禁厂家会对与其配套的485转换器做大量的测试工作，并且会要求485转换器生产厂家按照其固定的性能参数进行生产和品质检测，所以它与门禁设备具备较好的兼容性。千万不要贪图便宜购买杂牌厂家的485转换器。
3、严格按照485总线的施工规范进行施工，杜绝任何侥幸心理。
4、对线路较长、负载较多的485总线工程采用科学的、有预留的解决方案。
5、如果通讯距离过长， 如**500米，建议采用中继器或485HUB来解决。
6、如果负载数过多，如一条总线上**过30台，建议采用485HUB来解决问题。
7、现场调试带齐调试设备。现场调试一定要随身携带几个可以接长距离和多负载的转换器、一台常用的电脑笔记本、测试通路断路的万用表，几个120欧姆的终端电阻