稀油站控制系統(tǒng)改造中的經(jīng)驗總結(jié)

1、目 錄摘要1關(guān)鍵詞10 引言11 直流中間繼電器過多12 使用直流24V電源造成故障頻發(fā)23 低壓壓力繼電器工作不可靠34 轉(zhuǎn)換開關(guān)信號瞬時中斷造成停機故障35 高壓壓力繼電器觸點抖動36 PLC控制功能的完善46.1 單臺設(shè)備報警功能的實現(xiàn)46.2 PLC工作電源斷電無法停主機56.3 主要輸入信號狀態(tài)的選擇57 結(jié)論6參考文獻：6圖1改造后的控制原理圖7稀油站控制系統(tǒng)改造中的經(jīng)驗總結(jié)摘要：對稀油站控制系統(tǒng)在使用過程中出現(xiàn)的故障進行總結(jié)分析，采用西門子S7-200系列PLC對系統(tǒng)進行改造，并完善其控制功能，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率及安全性。關(guān)鍵詞：PLC 直流24V 中間繼電器 觸點 流量開關(guān) 抖動

2、 完善0 引言潤滑稀油站（簡稱稀油站）使用在磨機設(shè)備軸瓦的潤滑中，其主要由潤滑油箱、兩臺低壓油泵、一臺高壓油泵、過濾器、加熱器、輸油和回油管道以及閥門等組成。低壓油泵（兩臺互備）隨磨機全程運轉(zhuǎn)，泵油至磨機中空軸上部淋油；高壓油泵只在開停磨機時運轉(zhuǎn)，泵油到中空軸和大瓦之間，形成油膜頂起磨機；稀油站運轉(zhuǎn)正常后向控制室發(fā)出備妥信號。當(dāng)稀油站檢測到流量低、油箱液位低等信號時，報警并停磨機。我公司水泥磨和生料磨稀油站的控制系統(tǒng)是由稀油站生產(chǎn)廠家配套提供的，使用LG公司K1P-02型PLC，3個八路輸入模塊，2個八路輸出模塊，全部使用獨立直流24V電源。直流中間繼電器共15個，3個作為輸入隔離，其余用作輸

3、出隔離。由于設(shè)計存在很多問題，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)故障，給主機設(shè)備的安全構(gòu)成了威脅，也影響了正常生產(chǎn)。對此經(jīng)過長時間的觀察和總結(jié)，2007年使用西門子S7-200系列PLC對控制系統(tǒng)進行了改造，盡量利用了原有控制室電氣元件，并完善了控制功能。在此，對出現(xiàn)的問題及解決方法做一總結(jié)，并附改造后的控制原理圖（見附圖1）。1 直流中間繼電器過多原控制系統(tǒng)雖采用了PLC,但仍使用15個中間繼電器，并保留了單臺設(shè)備機旁自?？刂苹芈?，因此外部控制回路串接點多，接線復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)端子接線松動，中間繼電器觸點閉合不良造成回路不通等現(xiàn)象，且故障點查找困難。因此改造時除與主機聯(lián)鎖的3個輸出信號（備妥、故障停機、電源監(jiān)控

4、）加中間繼電器隔離外，其余輸出均采用S7-200本機帶載能力強的中間繼電器直接驅(qū)動。S7-200本機輸出共十點，分為3個公共端，因此要平均分配負(fù)載，以免燒毀公共端。稀油站控制柜本體的輸入點，仍使用S7-200本機直流24V輸入；而從控制室及現(xiàn)場來的控制信號使用交流220V電源，通過擴展輸入模塊EM221直接輸入。同時去掉設(shè)備機旁自?？刂苹芈罚瑴p少控制回路中間環(huán)節(jié)。改造后，隔離中間繼電器由15個減少至3個，極大的簡化了電路，降低了故障的發(fā)生次數(shù)。2 使用直流24V電源造成故障頻發(fā)24V信號的問題首先是易受干擾。稀油站控制柜到控制室的控制電纜約100米長，整個磨系統(tǒng)設(shè)備的電纜在一個電纜溝內(nèi)，使得有

5、些控制線感應(yīng)電壓值經(jīng)測量高達100V，對直流24V信號有很大的干擾；而且兩種不同電壓的控制線接在控制室操作臺的一排端子上，處理故障時易混淆。其次是直流24V電源的導(dǎo)通性不好。從現(xiàn)場采集的壓力、溫度等信號,雖然相應(yīng)繼電器達到設(shè)定值動作，觸點已閉合，但由于現(xiàn)場粉塵大，直流24V信號無法導(dǎo)通送至PLC，因此程序不能輸出應(yīng)有的動作，導(dǎo)致發(fā)生設(shè)備事故；有時雖然使用工具吹凈粉塵，又因壓力表觸點氧化，也會造成上述現(xiàn)象。所以改造時采用S7-200的EM221擴展輸入模塊采集上述信號，交流220V電壓信號直接輸入，不用隔離中間繼電器，這樣既提高了信號抗干擾能力，又克服了因粉塵大、觸點氧化致使信號導(dǎo)通性差的缺點。

6、3 低壓壓力繼電器工作不可靠稀油站低壓壓力的大小原來是通過低壓管道末端出口閥門調(diào)節(jié)的，因此崗位工有時刻意的關(guān)閉閥門以達到要求的壓力值而忽略供油量，造成供油少時磨瓦潤滑狀況不佳，或供油多時油從瓦盒外溢的現(xiàn)象。由于磨瓦設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的條件是20L/Min的供油量，而不是0.4MPa的低壓壓力。因此改造時將低壓壓力繼電器更換為密封性較好的流量開關(guān)，再加上信號電源采用交流220V直接輸入EM221擴展模塊，這樣使得信號采集準(zhǔn)確可靠，調(diào)節(jié)供油量方便無誤。4 轉(zhuǎn)換開關(guān)信號瞬時中斷造成停機故障由于原稀油站控制柜的遠驅(qū)機旁、低壓泵選擇等轉(zhuǎn)換開關(guān)在任一選擇狀態(tài)下，相對應(yīng)的PLC輸入通道都有信號輸入，因此在遠驅(qū)狀態(tài)

7、主機設(shè)備運轉(zhuǎn)時易出現(xiàn)信號瞬時中斷致使稀油站不工作，因而停磨主機。而且這樣的故障比較隱蔽，易誤導(dǎo)工作人員的思路。造成這種故障的原因是粉塵大、觸點氧化、意外振動、接線虛等。因此，改造中在設(shè)計電路時把遠驅(qū)機旁選擇開關(guān)的遠驅(qū)狀態(tài)及低壓泵選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)的主泵狀態(tài)設(shè)定為信號不輸入，即圖1中SA1、SA2所示，就可消除此種故障的發(fā)生。5 高壓壓力繼電器觸點抖動高壓壓力繼電器安裝在高壓供油管路上，油泵的機械振動造成觸點抖動；夏季油溫高，回油落差產(chǎn)生的油沫、氣泡造成供油不穩(wěn)，也會出現(xiàn)這個現(xiàn)象。觸點抖動使得高壓壓力的信號采集不穩(wěn)定，造成信號保持達不到PLC程序設(shè)定時間，備妥繼電器無驅(qū)動，延誤開停主機。改造中，在 P

8、LC內(nèi)部程序加高壓低報警延時2s，同時信號電壓改為交流220V，高壓壓力繼電器增加適當(dāng)?shù)姆缐m措施，如安裝表蓋時加裝一個密封墊，接線出口用自粘帶纏繞密封，即可防止灰塵進入表體內(nèi)部，保證觸點穩(wěn)定可靠的導(dǎo)通。6 PLC控制功能的完善6.1 單臺設(shè)備報警功能的實現(xiàn) 設(shè)備報警信號與輸入信號（備妥、驅(qū)動和應(yīng)答）的邏輯關(guān)系是：報警信號是應(yīng)答信號與驅(qū)動信號“異或“后，和備妥信號進行“或”運算的結(jié)果,即Y=R1+(DR2)。報警信號與輸入信號的真值表如表1：表1 備妥 R1驅(qū)動 D應(yīng)答 R2報警 Y00010011010101111000101111011110在實際應(yīng)用中，因驅(qū)動、應(yīng)答信號之間有小的時間差，會

9、導(dǎo)致系統(tǒng)立即誤發(fā)出設(shè)備報警信號，所以還應(yīng)在兩信號“異或”后加一定的延時。另外，延時時間不能設(shè)定太長，一般設(shè)為1-2s,以防止設(shè)備過載故障時撤掉了應(yīng)答信號但程序無法執(zhí)行仍保持驅(qū)動輸出。6.2 PLC工作電源斷電無法停主機稀油站控制柜的電源由配電所獨立空氣開關(guān)供電，運轉(zhuǎn)中PLC檢測到稀油站的故障后驅(qū)動故障停機中間繼電器（圖1中的ZJ1），閉合主機故障跳閘回路。但若供電電纜短路或稀油站控制柜內(nèi)線路故障等原因致使供電空氣開關(guān)跳閘，則PLC不能及時閉合跳閘回路停主機，造成重大設(shè)備事故。因此選用S7-200內(nèi)部特殊狀態(tài)位SM0.0驅(qū)動PLC繼電器，將電源監(jiān)控繼電器（圖1中的ZJ3）常閉點與故障跳閘回路并聯(lián)

10、，即可實現(xiàn)斷電保護功能。6.3 主要輸入信號狀態(tài)的選擇稀油站輸入PLC的監(jiān)控信號中，高壓壓力及流量信號的準(zhǔn)確無誤是保障設(shè)備安全運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，而信號狀態(tài)的選擇起決定作用。實際使用中，主要考慮PLC采集不到真實的設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，執(zhí)行相應(yīng)的動作來保護設(shè)備的安全。造成的因素諸如觸點導(dǎo)通差、電纜斷線、接線松動等。選擇不同的開關(guān)觸點動作狀態(tài)來傳輸信號，并相應(yīng)命名一個信號名稱。見下表2:表2表結(jié)果中，選擇B或C最佳，使用時依個人不同思維方法及編程習(xí)慣選用。我們在此稀油站高壓壓力及流量信號使用中選擇了C類。7 結(jié)論此次稀油站控制系統(tǒng)的改造運行一年多來，因油站故障停主機次數(shù)由原來的月平均7次降低至1-2次，解決了因原控制上的缺陷可能造成磨瓦損壞或翻瓦的事故發(fā)生。在改造中盡量簡化外部電路，充分發(fā)揮PLC的優(yōu)點；考慮到現(xiàn)場的使用環(huán)境，選擇了合適的控制電壓；并