隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性顯得至關(guān)重要，而由干擾引起控制系統(tǒng)的故障層出不窮，嚴(yán)重影響設(shè)備正常運(yùn)行。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬量顯示滿量程故障分析，減輕干擾帶來(lái)的破壞，較終達(dá)到消除干擾目的。 

 

1 數(shù)字化系統(tǒng)故障簡(jiǎn)述 

一套沖渣溢流回水系統(tǒng)，如圖 1 所示設(shè)備包含超聲波液位儀 4 臺(tái)，分別連續(xù)顯示并控制調(diào)節(jié)池、清水池、回用水池、污泥池的上下液位；電磁流量計(jì) 3 套，分別監(jiān)測(cè)廢水輸送泵出口流量、清水池泵流量、污泥池螺桿泵處理流量；故障現(xiàn)象：4 個(gè)液位計(jì)顯示滿量程，現(xiàn)場(chǎng)檢查，一只回水池液位計(jì)故障，在更換新的液位計(jì)后，現(xiàn)場(chǎng)所有液位計(jì)顯示正常，但上位機(jī)仍然出現(xiàn)模擬量顯示故障，檢查通訊連接正常。液位出現(xiàn)信號(hào)全部顯示 2.7 米，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的跟蹤記錄，每個(gè)月大概出現(xiàn)幾次，時(shí)間沒(méi)有規(guī)律，對(duì)流量計(jì)電源停電無(wú)效，而總電源停后恢復(fù)正常，由此判定 PLC 有干擾引起故障。 

2 數(shù)字化系統(tǒng)故障分析與解決 

2.1 接地情況的分析和處理

 

考慮交流地和信號(hào)接地不可共用，屏蔽地和保護(hù)接地應(yīng)連接各自接地排，模擬信號(hào)屏蔽線接地，控制系統(tǒng)以及柜體的接地進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)幾個(gè)液位計(jì)采用兩點(diǎn)接地，部分液位計(jì)電纜存在破損并且與屏蔽有接觸，對(duì)模擬量的現(xiàn)場(chǎng)接線屏蔽層拆除，統(tǒng)一采用柜體端接地[1]。

 

2.2 控制系統(tǒng)電源負(fù)載能力計(jì)算及處理 

考慮控制系統(tǒng)電源負(fù)載能力越小，干擾影響越大，系統(tǒng)采用 s7-300plc 如表 1 所示，通過(guò)表中各模塊設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算電源容量是否滿足要求[2]： 

計(jì)算 5V 背板總線吸取的電流＝100+200+15＋110*4＋50*2＝855 mA<1.2A 較大背板輸出電流；

計(jì)算 24V 負(fù)載電流：CPU+365+CP+DI*4+DO*2+AI*2=900+200+400+7*32*4（896）+（160+37×32）*2（2688）+30=5114mA. 

 

電源應(yīng)留有 0.5-1 倍余量，而且電源的效率在 70-85%,5114*1.5/0.8=9.588A<10A,電源容量基本滿足要求，考慮電源品質(zhì)將 PS307 更換為 sitop PSU100s 10A，效果不是太明顯，又更換 sitop 20A 電源,幾個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)一次故障，故障頻次明顯減少，說(shuō)明由于電源負(fù)荷能力小，在外部干擾大時(shí)，影響供電的穩(wěn)定性。 

干擾仍然存在，分析模擬量接線。液位計(jì)采用兩線制，由明緯電源單獨(dú)供電 DC24V 10A，根據(jù)模塊式示意圖接線正確，但根據(jù)《S7300 系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)原則及 I/O 模塊接線注意事項(xiàng)》，如圖 2 所示[3]。為了避免輸入模擬量模塊超過(guò)共模電壓（Ucm）以及避免隨后出現(xiàn)的測(cè)量值上溢或下溢，M-輸入端互聯(lián)接模擬地，關(guān)閉沒(méi)有使用的通道并且同樣 M-接模塊地。經(jīng)過(guò)處理，更換回 10A 電源，干擾故障消除。

 

3 結(jié)論 

本文從液位計(jì)等模擬量滿量程的故障現(xiàn)象，處理接地不可靠引起的干擾來(lái)源，而電源的容量適當(dāng)放大可以減輕干擾帶來(lái)的破壞，根據(jù)西門子 PLC300 設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步消除模擬量引入的干擾，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。