1 引言

　 現(xiàn)代化工企業(yè)為了確保安全生產(chǎn)設計有基于plc技術(shù)的esd安全聯(lián)鎖停車系統(tǒng)。當工藝過程中發(fā)生超溫、超壓、超液位等危險情況下，plc系統(tǒng)準確停車，確保化工生產(chǎn)過程不發(fā)生著火、爆炸等重大事故。

　 但是如果plc聯(lián)鎖系統(tǒng)自身故障干擾等原因，可造成系統(tǒng)非正常停車，會給企業(yè)帶來有時是重大的損失。作者從事plc聯(lián)鎖系統(tǒng)設計維護技術(shù)改造幾十年的經(jīng)驗，對以下幾種問題提出自己的看法與觀點，供同行參考。

2 故障原因分析及對策

　 2.1 硬故障造成停車

　 （1）接線松動造成停車。大部分plc系統(tǒng)外部接線方式為正常帶電吸合，斷電停車，顯然，接線螺絲松動，就可以造成停車故障。這種停車故障占企業(yè)停車的大多數(shù)，平時注意維護，有檢修機會注意檢查線路，緊固接線螺絲，則可以避免。

　 （2）繼電器、按鈕觸頭松動造成停車。繼電器、按鈕等接觸觸點是靠彈簧壓力來保持緊密接觸。當使用時間長或產(chǎn)品質(zhì)量差時，彈簧過早出現(xiàn)疲勞而松動，造成停車故障發(fā)生。

　 應對措施是：

　 定期更換繼電器、按鈕等元器件；（有一機組繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)曾多次出現(xiàn)莫名其妙的停車，后來發(fā)現(xiàn)繼電器觸頭接觸不良，更換繼電器故障消除）。

　 雙觸點并聯(lián)接線（對于斷開停車）。

?。?）一次檢測元件的損壞造成停車。一次測量元件如：變送器、傳感器、壓力開關(guān)、溫度開關(guān)、流量開關(guān)等突然損壞，即可造成停車故障，應對措施：

　 三選二方式：選用三個元件測量。三選二方式停車如壓力開關(guān)等可采用此辦法。

　 二選二方式：選用二個測量元件測量。同時動作時停車，如雙支熱偶、熱阻等。

　 二選一智能切換方式：選用二個測量元件測量，如雙支熱偶、熱阻等。一主一備，當檢測主測量元件開路時，自動切換到備用測量元件工作。

　 定期更換：選用質(zhì)量高、可靠性高的一次測量元件定期更換，更換下來的測量元件可降級使用。

　 （4）plc本身硬件故障造成停車。由plc本身由于卡件損壞而引發(fā)停車，可采用：

　 cpu卡、i/o卡、通信卡雙冗余方式；

　 三個plc運行在三選二方式；
　
　 三選二plc（如esd）。

　 2.2 通訊故障造成的停車

　 plc與dcs本身故障率很低，但plc與plc或plc與dcs間通訊故障發(fā)生率偏高。dcs內(nèi)停車聯(lián)鎖信號通過通訊口傳到plc進行停車時，由于通訊中斷則發(fā)生停車大事故。應對措施：

　 （1）系統(tǒng)設計時盡量少用通訊口傳遞聯(lián)鎖信號，可采用單plc控制系統(tǒng)或單dcs系統(tǒng)或dcs系統(tǒng)自帶esd子站系統(tǒng)。

?。?）通過plc硬卡件i/o與dcs硬卡件i/o連線對接方式傳遞聯(lián)鎖信號。

　 （3）模擬信號可用隔離分配器一分為二，一路進dcs顯示報警，一路進plc聯(lián)鎖停車。

　 2.3 干擾故障造成的停車
　
　 （1）雷電造成的干擾。

　 裝在塔頂或高處的變送器、調(diào)節(jié)閥限位開關(guān)容易受到強雷電的干擾，采取的對策是選用封閉式電纜金屬橋架，橋架之間焊接螺絲并用接地線連接，還要將接地線穿過穿線管與變送器保護箱焊接螺絲聯(lián)接。保護箱采用金屬保護箱。

?。?）靜電造成的干擾。

　 i/o端子來自現(xiàn)場的電纜會積累靜電，有時靜電會很高，使plc輸入卡誤導通而引發(fā)停車。應對措施：plc i/o端子并接電容以釋放靜電積累。

　 進入plc控制室內(nèi)不穿防靜電服，穿化纖外衣，內(nèi)穿毛衣,在脫衣時會產(chǎn)生很高的靜電，對機柜放電，易造成plc死機故障，造成系統(tǒng)停車。要特別注意這種情況，機房重地，閑人免進，并有規(guī)章可循。

（3）220v交流電壓對plc 24v i/o回路干擾造成停車。

　 plc 24v i/o回路（開關(guān)量）大部分來自現(xiàn)場開關(guān)信號，24v線路與220vac線路出現(xiàn)并行走線或同穿一根電纜穿線管時，220vac大電壓對24v產(chǎn)生了干擾?？沙霈F(xiàn)plc開關(guān)量卡輸入指示燈低頻爍動或瞬間導通一下等故障現(xiàn)象而造成停車。應對措施：

　 電纜橋架設計時，最好把4－20ｍa模擬量信號線、plc 24v i/o開關(guān)量信號線、220vac電源線或信號線分槽敷設。

　 plc i/o端子上并接50－100μf電容，以釋放大的交流電信號。

　 plc采用220vac輸入卡件，以提高導通門坎電壓，增強抗干擾能力。

　 plc i/o開關(guān)量回路供電電源采用隔離加凈化電源。

　 進plc i/o開關(guān)量輸入卡前加繼電器隔離，繼電器的抗干擾能力比plc卡強，可以有效阻斷干擾信號造成的誤動作停車。

　 常開觸點變成常閉觸點。正常生產(chǎn)中如果現(xiàn)場觸點是常開的，閉合停車。這種觸點易受到干擾（因為正常為電壓型）?？梢圆捎萌∑涑ｉ]觸點，正常生產(chǎn)過程中閉合，斷開停產(chǎn)，則抗干擾能力增強（因為正常為電流型）。

　 （4）軟件抗干擾措施。

　 軟開關(guān)頻蔽法：例如，一設備總停車信號a常出現(xiàn)干擾誤動作而停車，而引起該設備停車的8路信號卻沒有動作。經(jīng)分析，如果8路信號任一路出現(xiàn)動作后應該出現(xiàn)a信號停車。而8路信號都沒有動作時，則不應該出現(xiàn)a信號停車，出現(xiàn)a信號則為干擾信號。顯然再增加一個用8路信號的常開觸點（正常閉合）串聯(lián)與a信號常開觸點（正常閉合）并聯(lián)，則可有效地頻蔽了干擾信號。這里要注意的是，出現(xiàn)a信號停車只有且唯一是由8路信號引起的，沒有其他因素。否則，不能用此方法。

　 加軟延時器法：此方法為常用方法。加延時頻蔽掉頻率較快的干擾，但延時時間要考慮工藝與設備能夠承受的最小時間，否則會發(fā)生意外。

　二位閥軟件抗干擾法：二位閥限位開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)誤動作信號而實際閥未動作，可采用二限位開關(guān)信號互為互鎖條件，可有效避免了干擾信號。要注意閥卡在中間位置對化工系統(tǒng)會產(chǎn)生什么影響，以確認能否采用此法。

　 （5）變頻器電磁輻射干擾造成停車。

　 有些情況下plc的輸出4-20ma到變頻器輸入端、變頻器輸出4-20ma到plc的輸入端進行連接。由于變頻器產(chǎn)生高次諧波，所以在plc的輸入端和輸出端都出現(xiàn)了較大的干擾，使plc系統(tǒng)無法正常運行。應對措施：

　 輸入端和輸出端都加隔離卡，可以有效地阻斷干擾信號。

　 plc輸入卡和輸出卡各通道間都必須是相互隔離的。

　 4-20ma模擬量信號電纜要單獨走屏蔽電纜橋架或鋼管穿線管。

3 結(jié)束語

　 plc系統(tǒng)抗干擾排除誤動作，一直是化工自動化行業(yè)一大難題。對于故障的排除，要不斷地積累經(jīng)驗，細心觀察才能找出問題所在，特別是干擾問題，現(xiàn)象無重復，偶然性太大，千變?nèi)f化，是最棘手的。只有通過實踐經(jīng)驗的積累，才能從千變?nèi)f化中找出規(guī)律，得出正確的結(jié)論，加以解決。

　當然，千萬要記住，矯枉不可過正，一味地采取加大抗干擾的力度，可能造成不停車（正常工藝停車時）故障，例如二選二（要慎用），可能造成不能停車的大事故，畢竟我們的聯(lián)鎖系統(tǒng)主要的任務是停車，這樣最大限度地保證安全，安全才是第一位的。