化工裝置PLC控制應用故障分析與處理

王承綱

（江蘇蘇菱鋁用陽極有限公司，江蘇鎮江 212000）

化工裝置PLC控制應用故障分析與處理

王承綱

（江蘇蘇菱鋁用陽極有限公司，江蘇鎮江 212000）

PLC技術在提升化工裝置運行穩定性上具有重要作用，然而，面對化工生產中周圍環境的復雜性，PLC控制系統也會出現一些故障和問題，特別是電源控制系統中因散熱不暢而帶來的高溫損壞，因PLC系統插件結構在使用中帶來插拔模塊損毀問題，空氣環境中存在腐蝕性氣體，總線塑料老化、接觸點氧化等等，都可能給PLC系統的運行帶來嚴重影響。為此，全面探討PLC控制系統可能故障源，從原因分析上來提出改進對策，來保障PLC系統的可靠運行。

化工裝置；PLC控制系統；故障分析；處理對策

在化工企業各類化工裝置自動化控制系統中，PLC技術應用廣泛。但由于工作環境變化而帶來的PLC運行故障問題，給化工生產帶來更大安全隱患，特別是由PLC控制失靈而帶來的火災、爆炸等事故，其損失往往難以估量。為此，全面探討PLC控制系統可能存在的故障問題，并就其成因進行歸納，針對性的提出防范對策就顯得尤為重要。

1 硬件方面常見故障分析及處理

在化工生產過程中，對于超溫、超壓、超液位等系統的控制中，PLC系統連鎖系統往往應用較多，但其硬件層面上的故障，主要表現在以下幾種情況。

1.1 某些連接線出現松動而導致連鎖故障

在PLC系統對外連接線方式上，多采用帶電吸合、斷電停車模式，而連線因自身松動可能帶來停車故障。因此，在進行PLC系統安全檢查中，要對各類連接線路、螺絲穩固性進行檢測，防范可能存在的接觸不良問題。

1.2 繼電器、按鈕觸頭松動故障

由于PLC控制系統與其他觸控裝置在連接上，多采用繼電器、按鈕方式，這些依靠彈簧壓力來保持連接的方式，在長期使用或出現質量問題時，可能引發停車故障，帶來安全隱患。

針對繼電器等觸控可靠性問題，一方面可以從定期檢測、定期更換繼電器方式來解決接觸不良故障，另一方面對繼電器工作原理及連接單元進行檢測，其中的一次元件如傳感器、變送器、溫度開關、壓力開關、流量開關等容易出現損壞，需要進行及時更換。如選擇二選二連接方式中的熱阻、雙支熱偶等進行同時測量，選擇二選一智能切換方式中的主測元件、備用元件進行自動切換。再者選擇品牌質量高、穩定性強的一次測量元件。對于PLC自身硬件故障問題，如PLC卡件自身損毀而帶來故障。常見的有PLC系統中I/O接口接觸不良，CPU燒毀而無法運行等問題。可以采用雙冗余方式的通信模塊來替換單純性CPU卡。

2 PLC通訊系統故障分析及處理

PLC系統自身在運行中的故障率往往很低，但PLC與PLC或其他自動化模塊在進行通訊時可能存在較多通訊故障。如DCS連鎖信號在傳輸中可能引發PLC停車故障，通信中斷帶來的停車事故等。因此在防范處理上，一方面在設計上盡量減少通訊口傳遞連鎖信號模式，另一方面采用單一PLC控制系統來完成通訊功能；另外在PLC硬件設計上，采用PLC 與DCS系統直接連接；對模擬信號進行隔離，確保通訊線路單一性，避免交叉。

3 PLC系統干擾故障分析與處理

針對PLC系統可能遇到的干擾威脅，在進行干擾源分析上，主要從以下幾個方面來處理。

一是做好防雷電干擾設計。由于在化工裝置中，通常在頂部或高處安裝變送器、調節閥等限位開關，這些系統很容易受到雷電干擾，而給PLC控制系統帶來危害。因此在處理方法上，可以選擇封閉式電纜橋架方式，通過焊接螺絲與地線連接，實現避雷目標。

還可以通過穿線管，將變送器保護箱與螺絲進行焊接，增強抗雷電能力。靜電對PLC系統的干擾也是很突出，特別是I/O端口的電纜在長期使用中可能累積靜電，使得PLC輸入口誤導通而引發故障。在處理方法上，可以在PLC輸入端口并接電容，來釋放可能出現的累積靜電。

另外，在進行現場作業時，要穿靜電服，避免化纖衣服等帶來的靜電危害，特別是注重機房管理，防范可能的靜電威脅。在高壓線路運行中可能帶來的電磁干擾故障。由于PLC系統多以24V電壓為主，其現場開關信號往往受到220V電壓及380V電壓的影響，特別是在總線控制上，一旦與高壓線路并行，其高壓干擾會給PLC開關線路帶來導通危害，而引發故障。因此在防范措施上，一是要做好電纜橋架設計，特別是對不同電壓的線路進行歸類敷設，避免高壓線路對低壓控制系統的干擾。

對PLC端口并接電容，釋放可能存在的交流電信號；在PLC系統中引入高壓輸入卡件，提升門坎電壓，降低干擾；在開關量回路中增加電源隔離裝置；在PLC開關量輸入端加裝繼電器，來阻斷高壓信號干擾。軟件干擾在PLC系統故障中也應該給予重視，特別是一些PLC系統軟開關，因其他停車信號而帶來的干擾誤動作，可能引發另一路停車故障。

因此在處理軟件干擾上，需要增加常開觸電串聯，來確保有且只有唯一的信號才能觸發開關。如可以增加軟延時器，利用延時頻蔽頻率方法來降低干擾；還可以增加二位閥限位開關，來降低干擾信號帶來的控制故障。

4 結束語

作為自動化控制系統的核心，PLC技術在使用中對于干擾的處理不當往往引發誤動作，而給整個系統自動化控制帶來故障危害。因此在具體應用中，要不斷分析可能存在的故障源，深入了解和探析問題所在，并從降低干擾，提升可靠性上解決故障。

[1]姚杰，李莉虹.PLC控制系統在化工安全聯鎖系統中的應用及可靠性分析[J].機電信息，2013，（21）.

[2]劉學.PLC過程控制的故障特點與排除措施分析[J].科技創新導報，2013，（34）.

Fault Analysis and Treatment of PLC Control Application in Chemical Plant

Wang Cheng-gang

PLC technology plays an important role in improving the operation stability of chemical plant.However，in the face of the complexity of the surrounding environment in the chemical production，the PLC control system will also have some faults and problems，especially the power control system due to poor heat dissipation The high temperature damage caused by plug-in PLC system plug-in structure in use to bring the plug module damage problems，the presence of corrosive gases in the air environment，bus plastic aging，oxidation of contact points，etc.，may bring to the PLC system operation Serious impact.To this end，a comprehensive discussion of PLC control system may be the source of the fault，from the reasons put forward to improve countermeasures to ensure the reliable operation of PLC system.

chemical plant；PLC control system；fault analysis

TM76；TM921.5

A

1003-6490（2016）08-0052-02

2016-08-06

王承綱（1975—），男，江蘇鎮江人，工程師，主要研究方向為電氣自動化。