八鋼第一煉鋼廠150轉爐水處理系統PLC控制系統故障處理

鄧洪輝+唐燁

摘 要：介紹八鋼第一煉鋼廠150轉爐水處理自動控制簡析，同時分析了系統的自動控制出現系統失靈的處理過程。

關鍵詞：功能塊；阻容保護

1 前言

新疆八一鋼鐵股份有限公司150轉爐建立于2012年9月，轉爐、精煉、除塵、水處理及空壓機站部分由BSEE設計施工，連鑄機部分由中冶南方設計施工。其中水處理部分為主產線轉爐、精煉、連鑄、除塵、空壓機站等區域提供合格的水質。

2 水處理控制部分組成及故障現象

水處理控制系統分為三個大的部分：轉爐水處理、連鑄水處理、污泥處理三個部分，轉爐水處理包括轉爐系統、精煉爐系統、除塵系統的供水，連鑄水處理包括結晶器、二次噴淋、設備直接間接水的供應，污泥處理包括系統調節池、廢水池、板框壓濾機等，水處理控制分為兩種方式，機旁控制和集中控制，其中機旁控制為現場操作，控制部分不經過PLC控制只是向PLC發送狀態信號，PLC不參與控制，集中控制為上微機操作，操作人員通過上位機HMI進行操作，經以太網向PLC發出指令，PLC對信號的處理，達到控制設備的目的，水處理系統開始投運時，頻繁出現PLC控制無法啟停設備的現象，操作人員只能到現場進行設備的啟停，其中高壓電機出現次數較少，低壓電機（包括電動閥門）出現次數非常頻繁，大大提高了操作人員的勞動強度，針對這一現象進行了分析分析排查。

3 故障分析、檢查處理過程及步驟

針對這一故障現象，我們從以下幾個方面進行了逐一檢查，包括：線路、圖紙設計、PLC控制程序、以及元件選型等多個方面進行排查：

3.1 線路問題

初步認為可能是由于施工過程中線路部分連接處存在隱患造成此類現象發生，因此利用檢修時間組織人員對所有高壓柜、低壓柜、PLC柜進行緊固，同時也是作為一次日常檢修消除系統故障，檢查發現柜內僅有少量端子存在松動現象，處理后消除了線路松動的隱患，檢修完成后發現故障依然存在，出現故障的次數沒有降低。

3.2 圖紙設計問題

由于是大量設備存在同一種故障，懷疑設計圖紙存在缺陷，組織設計人員、施工人員及專家對圖紙進行再次審核。圖1為典型圖之一，通過大家的討論分析，一致認為設計圖紙原理上不存在任何問題，排除了圖紙設計問題。

3.3 程序問題

水處理系統的特點主要是以水泵和閥門組成，因此程序中采用了大量的功能塊調用方式進行控制，也就是做好一個程序功能塊后，相同控制方式的設備只需要重新定義功能塊管角的功能即可完成控制。通過現場測試發現PLC輸出信號后設備有時還沒有動作，PLC輸出信號就中斷，造成設備無法正常工作，查找程序發現，功能塊內程序使用的為輸出脈沖信號，根據程序的掃描周期，發現其輸出信號持續時間為100ms，也就是說這一個控制過程必須在100ms以內完成，包括中間繼電器的動作，接觸器或高壓斷路器的動作完成。修改程序將輸出信號保持0.5s后，再次測試，集中操作時故障急劇降低，高壓電機、大容量低壓電機（110kW以上）未出現集中無法啟停設備的現象，小容量電機、電動閥門依然存在故障，主要表現在PLC輸出停止信號后設備不停止運轉，只能在轉換到機旁，現場停運設備。

3.4 元件選型問題

現場任意選擇了一臺故障設備將一次電源斷開后進行測試，測試中發現 如圖1所示K1、K2中間繼電器在PLC停止輸出后中間繼電器不能正常工作，轉換到機旁時工作正常，測量在在PLC停止輸出后，依然有160V電壓，造成控制信號無法傳達到執行機構中，無法完成控制。分析認為存在渦流現象無法執行，再次進行實驗，在K1、K2中間繼電器線圈上并聯同一類型中間繼電器，PLC停止輸出后能夠正常運行，測試電壓為100V左右。查詢中間繼電器資料發現此類中間繼電器沒有阻容保護，將原有型號為MY4NJ，220/240VAC的中間繼電器更換為型號為MY4NJ-CR，220/240VAC中間繼電器，再次進行測試，PLC停止輸出后能夠正常運行，測試電壓為30V左右，判斷為中間繼電器選型存在問題。將所有出現故障的設備全部更換中間繼電器，在未出現出現PLC控制無法啟停設備的現象。

結束語

八鋼第一煉鋼廠150轉爐水處理系統PLC控制系統故障處理，初步了解了故障的處理過程以及步驟。對現場設備出現的故障需要仔細觀察分析，查找故障現象引起的每一個原因，同時充分利用故障處理的時間進行檢修工作。