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所在位置:工控博客苑 -- 实在点好 -- GE PLC 在生产联锁保护系统中投运的故障分析

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胡先生

     学历:大学本科
     职称:工程师
     年龄:35岁
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发表人:ifixonline 发表时间:2009-8-14 9:08:00

 

发表新论题

 本栏论题: GE PLC 在生产联锁保护系统中投运的故障分析  [5224]
    【 摘 要】通过对PLC在自运联锁保护系统中出现运行2 0 天左右即停机、编程器与主机和备机都不能联机的故障现象分析,重点介绍了故障诊断方法和处理方法,同时指出了测试和联动试验的程序。
    【 关键词】故障诊断 冗余系统 注册码 同步变量
    建厂指导思想是建成一座现代化的化工厂,不仅主设备是进口的,而且DOS及主要的控制阀等都采用先进的进口设备。整个装置自动联锁保护系统采用的是GE Fanuc 公司的系列90-30 PLC 冗余系统。该系统既可完全独立,又能与DCS 组成网络(通讯协议是Hart 协议、接口为RS-485),具有很强的控制功能和快速的执行功能。这也是近年来世界上流行的先进安全联锁保护系统的设计模式。
    该系统安装投运一段时间后,发现存在一些不稳定因素,给安全生产带来隐患。为彻底解决PLC存在的问题,使PLC冗余系统正常运行,笔都会同厂家对PLC的故障进行了分析诊断和处理。
    故障现象及原因分析
    1. 故障现象1
    主机CPU A 在投运初期,每运行约20d 即停机,重新启运后运行20d 又停机;备机运行状况和主机一样。此时冗余系统CPU A 和备机(CPU B)均处于停机状态(CPU模块上运行灯RUN 灭),致使整个联锁系统一直处于旁路控制状态。故障原因初步分析是该PLC 冗余系统所安装的冗余软件HBR30 注册不正确,即未进行有效注册。HBR30 冗余软件用户手册上可查到如此信息:如果没有输入正确的注册码。CPU 则在22d 后由“RUN(运行)”方式自动切换到“STOP(停止)”方式。且该软件注册码是惟一的(1 套软件1 个注册码)。
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    2. 故障现象
    编程器与主机和设备机都不能联机,使编程器与PLC无法进行通讯。因此也无法查看系统内的错误指示。故障原因分析如下将LM9 0 编程软件安装到计算机上, 其通讯口参数设置一般都为缺省方式( 除非特别注明或用户要求)。即PORT:COM1;BAUD RATE:19200;PARITY:ODD;STOP BITS:1。而PLC 中CPU的RS - 232通讯口参数设置一般在出厂时也设置为缺省
    方式,即BVUD RATE:19200;PARITY:ODD;STOP BITS:1。因此编程器在不做任何预先设置下,即可与PLC 的CPU 模块顺利联机通讯。但本故障现象不能联机,原因可能是编程器通讯口参数与PLC 的 CPU 模块通讯口参数在设置上不一致。
    故障诊断及处理
    编程器与PLC不能联机的故障解决较为繁琐。由于系列90-30 PLC通讯协议处理模块(CCM)采用通讯协议SNP,其通讯口参数设置没有任何文字记录,又不能联机查看,因此只能按通讯口3个参数的各种组合方式来试(组合达42种之多),即BAUD RATE:9600/19200/19600; PATETY:ODD/ADD/NONE;STOP BITS:0/1。
    采用的方法是:将编程通讯口参数依次修改,再进行试联机操作,以便找出与系列90 -30 PLC 的CPU通讯口相一致的操作,用此方法联机后,立即修改了系列90 -30 PLC的CPU通讯口参数,仍设置为缺省方式,即BAUD RATE:19200;PARITY:ODD;STOP BITS:1;然后再将编程器的通讯口参数重新设置为缺省方式。如此可避免因系列90-30 PLC的CPU通讯口特定参数设置的丢失而导致不能联机的麻烦。联机后对CPU A进行内部故障诊断,并对诊断出的问题做出相应处理。
    ● 故障诊断显示如下信息:A Warning Eey Not Present这条信息指出H B R 3 0 冗余软件没有被正确注册, 查看%G1144 位的状态为1。即注册码错误、无效。这与联机前的判断是一致的。重新查证GE Fanuc 公司提供的HBR30 冗余软件注册码,并经确认后正确安装好注册码。检验注册是否正确安装,查看PLC A 中的%G1144 位的状态即可。如果该位为0,则系统被正确注册并可连续运行;若该位为1,则系统启动内部定时器,PLC A 在连续运行22 d 后停机。
    ● 故障诊断显示如下信息:Loss of I/O Drop 482这条信息指出HBR30 冗余软件的用户组态没有或不正确。未导入用户应用程序中。使CPU无法正确控制下挂的现场控制I/O 单元。与该生产装置联锁用PLC的I/O配置一一核对,对HBR 进行重新组态,正确导入用户应用程序,使CPU A和CPU B 同时控制现场控制单元的I/O模块后切换正常。
    ● 故障诊断
    在联机运行时,发现CPU A和CPU B 运行不 同步,在主机和备机的相互节换过程中,PLC 的输出不一致。在检查中发现CPU B 不能完全接受CPU A 的拷贝信号。即在CPU A 的运行过程中,其CMM卡件中的各通讯数据变量和寄存器的内容不能同时拷贝给CPU B,反之亦然。这说明PLC 冗余系统中的全局变量未起作用,致使主机和备机之间不能相互传递同步信息。
    在HBR30 冗余软件中增加同步变量的组态,使CPU A 和CPU B 中各变量和寄存器的内容在运行时保持一致,组态的同步变量的数量大于用户应用程序中所使用的寄存器%R 的数量。在用户的应用程序开始加入条件梯形逻辑语句,以保证所有的同步数据全部传送完后再开始运行用户的梯形逻辑。系统测试与联动试验完成故障诊断和处理后,对整个联锁系统进行了测试与
    联动试验。
    ● 在进行CPU A 和CPU B 相互交换试验时,当关掉主机电源而运行备机时,现场控制单元DO 的电源也同时被断掉,这样在主机故障掉电而备机接替工作的情况下,现场控制单元DO模件就不能正常工作。将CPU A主机与现场控制单元DO模件的电源分开,单独连接,消除了CUP A主机与现场控制单元DO模件共电源的隐患。
    ● 根据应用程序要求,对所有AI 的量和取值为0-1000,与HBR 软件组态中的AI 量程定义相一致,并进行相应的测试,符合要求。
    ● 按照修改后的联锁系统原理图,逐一对现场控制阀和切断阀进行联动试验,完全符合安全生产的设计要求。
    结束语
    经过完善后, 该系统于2001 年9 月投入运行, 情况良好。通过半年多的实际运行检验,该套PLC 联锁系统完全满足生产需要,达到了设计的预期目的。为确保尾气锅炉的长周期、满负荷、安全运行提供了有力的保障。
   
   
    杭州集益科技有限公司是美国通用电气GE Fanuc公司中国地区指定分销商,特价销售9030、9070、PAC RX3i、PAC RX7i、Versamax系列PLC,特价销售Proficy iFIX组态软件。
    联系人:胡有玉
    联系电话:15067103350
    传真号码:0571-88227248
    QQ号码:283479963
    公司地址:杭州市西湖区文三路555号9层
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    http://www.ifixonline.com/
   
 

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