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港机控制系统通讯故障分析与处理

供稿:飞越海洋_1 2007/12/28 11:39:00

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  • 关键词: PLC 网络
  • 摘要:分析了港口先进设备控制系统的结构,并总结了总线通讯类故障的4种原因,通过典型故障予以说明故障处理的思路及方法。

摘要:分析了港口先进设备控制系统的结构,并总结了总线通讯类故障的4种原因,通过典型故障予以说明故障处理的思路及方法。

关键词 :PLC 网络 总线 通讯

近几年随着国内港口建设的快速发展,一大批大型散料运输设备相继投入使用,我港仅去年就有翻车机、堆料机、取料机等四台大型设备投入使用。这些设备的主要电气部件均为进口,控制技术达到国内外先进水平,虽然设备功能各异,控制系统相对复杂,但仔细分析,不难发现其控制系统大都是由人机界面(触摸屏或工控机)、PLC、变频器、编码器等组成,通过PROFIBUS DP总线或MB+ 、ETHENET组成网络,完成数据通讯,传递控制指令。目前,国内外知名的生产厂家都普遍采用这种设计,其典型的控制系统结构图如下:



设备越来越先进,同时对维修人员的要求越来越高,电气维修人员除应具备基本的维修电工技能外,还必须具备一定的英语、计算机、PLC 硬件软件、变频器、网络通讯、现场总线等知识,以及逻辑分析判断能力,才能承担维护先进设备的重任,应对各种突发故障。控制系统故障有的很明显,如外围限位或开关状态错误,都可以通过监控软件快速查找输入地址,定位到每一个点,进行处理,但涉及网络通信等方面的故障具有隐蔽性,故障原因不明显,需要分析、摸索才能找到故障原因。处理此类故障,必须理清信号的传递途径,缩小故障范围,根据笔者在现场的维护经验,认为控制系统总线通讯类故障主要有以下几种原因:

1、网络插头、网卡、模块接触不良造成,典型故障如下:
故障现象: 一台取料机在取料时触摸屏无皮带称的流量值显示,而其它限位信号正常。从故障现象可以初步判断触摸屏是正常的,否则其它信号也应无显示。分析整个信号传递途径:皮带称4-20mA 信
号至 PLCB873 模拟量模块 ,通过MODBUS信号至触摸屏。
处理过程:首先检查皮带称瞬时量信号是否正常,用万用表测量有6mA信号,可以判断皮带称正常。问题应出在模拟量模块上。
拆下模拟量模块接线端子的两根信号线,测量有6mA电流信号,可见皮带称的瞬时量信号已经送入PLC 模块。对B873模块检查发现其ACTIVE 灯闪烁,而其它模块的ACTIVE灯常亮。ACTIVE灯闪烁即此模块未与PLC底板建立通讯,对PLC 停电重启后,故障仍然存在。停电后拆下B873模块,检查插脚,发现灰尘较多,将此模块全部拆开,用酒精清洗,恢复接线,插入PLC底板,紧固连接螺栓,重启PLC 后ACTIVE 灯常亮,触摸屏上马上有了皮带称的瞬时量。
故障原因:B873模块与底板接触不良造成。

2、通讯电缆存在短路、断路、屏蔽不规范等问题,典型故障如下:
一台新投产的斗轮取料机,出现触摸屏信号全部丢失故障,无法启动设备。
处理过程:此设备采用莫迪康昆腾PLC,采用MB+网络,连接司机室、触摸屏、上电气室、变频器等6个分站。首先检查主站CPU 运转情况,RUN灯常亮,说明CPU运转正常。检查触摸屏的通讯线插头也正常,可以初步判断此故障应该是触摸屏与PLC 之间的通讯中断造成。检查触摸屏的前一级分站,发现NOM通讯模块上FAULT红灯亮,检查与此相连的MB+分支器,发现分支器的两根出线被屏蔽层短接,将短接点排除,整理屏蔽层后,FAULT灯熄灭,触摸屏立即有了显示,故障排除。

3、计算机软件故障,网络设置、网卡驱动程序、病毒感染或杀毒软件保护等原因造成,典型故障如下:
1)、一台斗轮取料机出现监控工控机与PLC无法联机故障。工控机通过SA 85 网卡与PLC组成MB+网络,软件的各项设置正常,检查SA85卡,发现驱动程序丢失,重装驱动后正常。
2)、一翻车机SCADA与PLC 通讯中断,检查电缆、集线器等硬件正常,查看网络连接只能发送,无法接收。多次修复网络连接,设置IP地址都无法解决,最后卸载杀毒软件后,联机一切正常。
4、模块硬件问题,需要更换或升级解决。
一般来说,PLC模块硬件损坏的概率很小,但一旦出现就会造成系统瘫痪,我们在应用过程中曾出现过因电网冲击,造成电源模块、远程分站通讯模块损坏的故障。出现故障时电源模块所有指示灯不亮;通讯模块上的COMACT 灯闪烁,正常时此灯应常亮,更换相应模块后恢复正常。新翻车机投产初期,PROFIBUS DP 模块经常出现故障,需要停电复位,虽多方查找原因,如检查屏蔽、通讯电缆、系统接地等,但故障依然存在,最后进行了产品升级,将此模块全部更换为最新PROTALKQ 模块,重新进行软件配置,问题得到彻底解决。
结束语:以上简要介绍了港口设备控制系统通讯故障的原因与解决思路,供同行参考。作为电气维修技术人员,只有不断学习,加强交流,掌握各种新技术,才能跟上港口快速发展的步伐,为建设现代化的港口服务。

作者通联:日照港(集团)股份一公司设备队 山东省日照市黄海一路126号 276800 电话 0633- 7389311

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