代永光

作者通聯(lián)：建新水泥制品有限公司信息中心 黑龍江牡丹江市 157041

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1.設(shè)備概況

建新水泥廠一號(hào)窯于1999年投產(chǎn)，窯型為日產(chǎn)2000t的窯外分解窯。為了對(duì)入廠石灰石實(shí)行均化，配套了一間圓盤形石灰石均化庫(kù)，均化庫(kù)內(nèi)堆取料機(jī)的主要電氣設(shè)備有堆料皮帶電機(jī)、堆料回轉(zhuǎn)電機(jī)、變幅液壓電機(jī)等，取料機(jī)的主要電氣設(shè)備有刮板電機(jī)、兩個(gè)行走電機(jī)、兩個(gè)調(diào)車電機(jī)及料耙液壓電機(jī)等。堆料皮帶將外進(jìn)石灰石按順時(shí)針方向沿0°～120°堆料（在自動(dòng)堆料情況下也可以在觸摸屏上，按照均化庫(kù)內(nèi)物料堆放情況在0°～120°任意設(shè)置堆料角度），并且可以上下俯仰以實(shí)現(xiàn)斜坡堆料。取料機(jī)也沿順時(shí)針取料，將料耙左右運(yùn)動(dòng)，使耙下的物料由刮板刮到均化庫(kù)中央，由皮帶輸送至石灰石中間庫(kù)。從1999年運(yùn)轉(zhuǎn)至今，該堆取料機(jī)的耙車液壓部分和堆料機(jī)液壓部分均已損壞，而且電控部分故障頻繁，已無法正常為一號(hào)窯提供原石。2009年8月對(duì)該堆取料機(jī)進(jìn)行了改造，機(jī)械部分更換堆取料機(jī)原有的液壓系統(tǒng)。電氣部分保留全部的電機(jī)及減速器部分，拆除原有的電控柜及操作臺(tái)，更換為大連力科自動(dòng)化有限公司為本次改造生產(chǎn)的電控柜及操作臺(tái)，選用西門子公司的S7-300PLC，相關(guān)硬件及MPI地址、輸入、輸出地址見表1。本次工程選用的CPU 313C是一種緊湊型CPU，集成數(shù)字量和模擬量輸入/輸出可實(shí)現(xiàn)與過程的直接連接。此外，可以使用與過程處理相關(guān)的功能：計(jì)數(shù)、頻率測(cè)量、PID控制。從表1中可以看到該CPU本身自帶24個(gè)DI點(diǎn)、16個(gè)DO點(diǎn)、5個(gè)AI通道、2個(gè)AO通道、并有3個(gè)計(jì)數(shù)通道。改造中使用了1個(gè)計(jì)數(shù)通道，將和堆料機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的編碼器（型號(hào)為：10-15631_R-1024）的脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)通道內(nèi)，通過CPU內(nèi)的SFB47計(jì)數(shù)功能塊的運(yùn)算，將堆料機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)的角度運(yùn)算出來，以此控制堆料機(jī)布料方向和角度。改造完成后，較好地實(shí)現(xiàn)了石灰石的布料及均化工作。但在使用過程中遇到了一些故障，現(xiàn)介紹如下，以供參考。

表1 PLC硬件表

表2 部分程序塊和輸入信息表

2.故障及處理

（1）故障1。操作臺(tái)上的觸摸屏（型號(hào)為GP2501-TC41-24V）出現(xiàn)“堆皮帶空開未合”等6條故障信息，對(duì)應(yīng)表2中I125.0至I125.5等6個(gè)DI點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，報(bào)警信息中提到的6個(gè)空開均在合閘位置，其輔助接點(diǎn)也均閉合良好，已經(jīng)將DC 24V電源送入這6個(gè)DI點(diǎn)內(nèi)。DI點(diǎn)在模件上對(duì)應(yīng)的狀態(tài)燈也是綠燈，拉開某一個(gè)空開時(shí)對(duì)應(yīng)的模件上的狀態(tài)燈也熄滅。但6個(gè)報(bào)警卻始終無法消除，初步判定為硬件故障。聯(lián)系廠家工程師到現(xiàn)場(chǎng)后，使用一臺(tái)安裝有西門子公司STEP7軟件的筆記本電腦，對(duì)CPU內(nèi)程序做實(shí)時(shí)監(jiān)控。發(fā)現(xiàn)上述6個(gè)空開合閘時(shí)，雖然模件上的綠燈可以正常點(diǎn)亮，但是在程序中6個(gè)常閉接點(diǎn)狀態(tài)未發(fā)生改變。針對(duì)上述情況可以判定，硬件發(fā)生故障。為保證正常開車，將程序中6個(gè)空開未合故障的常閉接點(diǎn)，改為常開接點(diǎn)強(qiáng)行屏蔽了該故障。

（2）故障2。在發(fā)生上述故障不久后，又出現(xiàn)了堆料機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觸摸屏無角度顯示的故障現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)堆料機(jī)左右回轉(zhuǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)模件狀態(tài)燈并未點(diǎn)亮，懷疑為編碼器損壞。完好的編碼器，當(dāng)接上DC 24V電源后，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，在脈沖計(jì)數(shù)線端和24V負(fù)極之間，用數(shù)字萬用表可測(cè)到脈沖直流電壓在10～11V。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)編碼器已損壞。換上新訂購(gòu)的一臺(tái)編碼器后開啟堆料機(jī)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)軸，模件狀態(tài)燈可以點(diǎn)亮，但觸摸屏上仍然沒有角度顯示。聯(lián)系廠家工程師到現(xiàn)場(chǎng)，用筆記本電腦監(jiān)控程序，開啟堆料機(jī)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)軸程序內(nèi)部的SFB47計(jì)數(shù)功能塊狀態(tài)并不發(fā)生改變?？梢耘卸ㄓ?jì)數(shù)模件通道0已損壞。又對(duì)通道1及通道2進(jìn)行了測(cè)試，均無法顯示角度變化，所以無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料。由于故障1中所述損壞的模件也在CPU自身所帶的模件之中，因此又重新訂購(gòu)一臺(tái)CPU313C，安裝后將前文所述修改過的6個(gè)空開未合故障接點(diǎn)，重新改為常閉接點(diǎn)，將編碼器也安裝好后開車一切正常。

在查找故障的過程中，發(fā)現(xiàn)西門子控制器的DC 24V電源負(fù)極和柜體的金屬框架是連通的（24V的負(fù)極接地）。這樣的接線方式在三相五線制中，可以更好地保護(hù)模件。但在堆取料機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，由于堆取料機(jī)整體為金屬，而且經(jīng)常使用電焊機(jī)，可能造成高電壓侵入24V電源，從而造成模件的損壞。于是將CPU313C后部的鋁片拆下，將DC 24V電源的負(fù)極和配電柜的接地分開，來避免這種情況的發(fā)生，從而起到保護(hù)模件的作用。