電力系統(tǒng)中PLC自動化裝備常見問題及維護探討

王宏貴

【摘 ?要】隨著科技的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中很多部分的工作可以由自動化的機器代替。由機器替代人工具有很多優(yōu)點，比如效率高、耗時少、出錯的概率小。除此以外，機器相對于人工而言成本也要更加低廉。機器是一次性投資，后續(xù)資金投入很少，只需要做好日常的維護和保養(yǎng)即可。但是人力是長時間的投入，每一個月都得按照時間發(fā)放薪水。所以機器代替人工在越來越多的領(lǐng)域被高頻利用。但是萬事都是有利有弊，所以機器的使用也存在缺點。

【關(guān)鍵詞】自動化設(shè)備;問題探討;維護方案

引言

采用自動化設(shè)備時，就要求有一個自動化的編程系統(tǒng)來對自動化設(shè)備進行日常的監(jiān)測和問題的反饋。對于人來說，要想手能夠協(xié)調(diào)的做事情，就必須要讓大腦能夠靈活控制手，并且大腦下達的指令不能出錯。目前在電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置最常用的就是通過PLC來進行控制和信息反饋。傳統(tǒng)的繼電保護裝置主要是依靠各種各樣的線路進行保護，但是這些線路的數(shù)量繁多，導致在此過程中出現(xiàn)差錯的概率也很大。而PLC則是一個在技術(shù)上進行了全新改革后的新方向。本篇文章將從PLC自動化裝備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用存在的一些問題著手，探討這些問題應(yīng)當如何解決。

一、PLC自動化裝備的定義

PLC自動化裝備其實就是在電力系統(tǒng)中的繼電保護系統(tǒng)。是一種可以對邏輯編程進行控制的系統(tǒng)，同時PLC保護系統(tǒng)也是目前國內(nèi)各大工業(yè)中最為核心的控制系統(tǒng)。

與大家平時使用的電腦不同的是PLC保護系統(tǒng)是可以實時變化與更新的系統(tǒng)。在過去的前幾十年里，電力系統(tǒng)中一直都是依靠繼電器來對整個電機系統(tǒng)進行控制。但是使用繼電器來控制整個電機系統(tǒng)有一個非常大的弊端，那就是如果對電力系統(tǒng)的設(shè)計進行修改以后，幾乎整個繼電器的系統(tǒng)都要返工，兼容性很差。并且在重新制作的過程中，對時間、資金以及人力資源的浪費也是平白添了成本。除此以外，繼電器還有很多其他的缺點，比如繼電器的接點經(jīng)常會出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象、在工作過程中磨損速度快并且很難避免、出錯的頻率高、檢修更是麻煩且費時費力等。

二、PLC自動化裝備在運行過程中的不足之處

在電力系統(tǒng)中當PLC保護系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)問題時，相關(guān)檢修、維修人員應(yīng)該在第一時間就去尋找問題出現(xiàn)的地方，以及究竟是什么問題、問題的嚴重程度，從而采取最為合適的修理方案，保證電力系統(tǒng)的正常工作。

1、問題反饋不具體

在整個PLC保護系統(tǒng)中，最為重要的部分就是中央處理器，即CPU。中央處理器中包含了很多細小的零部件，比如進行邏輯方面的運算的部件、對運算結(jié)果進行寄存的部件以及起著控制作用的部件等。并且中央處理器的功能也是非常強大的，具有對各種指令做出正確的處理的功能、對各種指令或者邏輯演算進行實際執(zhí)行的功能、在系統(tǒng)運行過程中對時間能夠嚴格把控的功能以及對各種收集整合的數(shù)據(jù)進行分析處理的功能等等。所以，中央處理器對于整個PLC保護系統(tǒng)來說是非常重要的，當中央處理器出現(xiàn)了問題就必須立馬進行檢修，保證PLC保護系統(tǒng)能夠正常工作，避免對整個電力系統(tǒng)造成不好的影響。中央處理器出現(xiàn)問題時一般都會出現(xiàn)CPU報警指示，然后檢修人員再根據(jù)CPU給出的報警指示進行維修。但是有一個問題就是CPU報警指示的內(nèi)容很廣泛，不具體，導致在檢修過程中的難度加大。一般來說當中央處理器出現(xiàn)問題時，CPU報警指示只會顯示為“內(nèi)部故障”或者是“外部故障”，而不是具體到內(nèi)部或者外部哪里出現(xiàn)故障。這樣一來，維修人員只能對中央處理器的內(nèi)部或者外部進行逐一排查，導致檢修的時間大大延長。

2、元器件出現(xiàn)損傷導致系統(tǒng)功能異常

PLC保護系統(tǒng)從其整體來看，具有兩大件，一個是軟件，另一個則是硬件，而硬件的數(shù)量則是占了大部分。在PLC保護系統(tǒng)中，硬件有很多，主要有電源、負責向外場執(zhí)行輸出功能的元件，還有一些必備的導線、用于接線的端子以及用于接線的接線盒等。而負責向現(xiàn)場輸入的元件也有很多，主要包括控制行程的開關(guān)元件、控制整體的開關(guān)的按鈕及負責中間繼電器輸出工作的觸電等等。負責向現(xiàn)場進行輸出工作的元件又主要包括四大元件，即繼電器、電磁閥、具有接觸功能的接觸器以及電力輸送的電機等。因此在PLC保護系統(tǒng)中，硬件部分出現(xiàn)故障的可能性以及頻率都遠高于中央處理器出故障的可能性及頻率。其中最常見的問題就是元器件出現(xiàn)損傷和接線的接線口出現(xiàn)松動的現(xiàn)象。當PLC保護系統(tǒng)中的元器件存在損傷時，PLC保護系統(tǒng)很有可能會因此而無法繼續(xù)工作，從而導致電力系統(tǒng)也不能正常運行。

3、接線松動導致PLC保護系統(tǒng)的故障

在PLC保護系統(tǒng)中的外圍線路中有很多負責輸入和輸出的部件，這些元部件一般都需要通過負責接線的接線端子或者接線盒。但是PLC保護系統(tǒng)在工作中經(jīng)常都會出現(xiàn)震動，導致這些接觸處發(fā)生松動，致使整個系統(tǒng)的故障。

三、針對PLC保護系統(tǒng)中常見的故障所提出的維護方案

1、中央處理器出現(xiàn)異常

當中央處理器的指示器表明CPU出現(xiàn)了問題時，維修人員應(yīng)當先對中央處理器的各個單元進行挨個排查。在排查過程中應(yīng)該按照一定的順序?qū)赡墚a(chǎn)生了故障的單元進行更換工作。直到故障單元被排查出來，故障解決。

2、存儲器功能出現(xiàn)異常

當系統(tǒng)中的存儲器出現(xiàn)功能異常的情況時，首先應(yīng)該判斷問題是出自于哪里。比如如果是因為存儲器的編程出現(xiàn)了問題，就應(yīng)該對存儲器的程序進行改編。如果是因為噪聲的存在導致了整個存儲器程序的變化，那么就應(yīng)該對出現(xiàn)故障的存儲器進行更換。

3、擴展單元、輸入單元、輸出單元等出現(xiàn)功能異常

當擴展單元、輸入單元或者輸出單元中的一個或者多個單元出現(xiàn)功能異常時，檢修人員首先就應(yīng)該檢查這三個單元之間的連接情況，比如是否出現(xiàn)松動。然后排查究竟是哪個單元出現(xiàn)問題，確定以后再對該單元進行更換，避免對整個系統(tǒng)造成更大的影響。

4、程序執(zhí)行異常

（1）利用輸入時的指示燈的反應(yīng)情況對輸入程序進行檢查。當在輸入的過程中，指示燈保持熄滅狀態(tài)時，就能夠初步確認故障在于輸入系統(tǒng)。當這一步確定以后，再利用萬用表對輸入電壓進行進一步的檢查，如果檢測結(jié)果是不正常的，就能確定故障確實出在輸入單元。

（2）同樣的，對輸出程序進行檢查也是通過觀察指示燈的亮暗情況來確定。如果輸入后顯示的運算結(jié)果沒有問題，但是指示燈卻指示錯誤時，那么就應(yīng)該對中央處理器進行著重檢查。而如果在輸出時，指示燈是亮的，但是卻沒有具體的結(jié)果輸出時，就應(yīng)該對輸出單元進行著重檢查。

5、部分程序的執(zhí)行功能出現(xiàn)異常

對于輸入以及輸出單元的檢查方法與第4點中提出的方法一致，所以這里重點說一下其他程序的執(zhí)行功能出現(xiàn)異常的情況。當系統(tǒng)出現(xiàn)無響應(yīng)這一故障時，應(yīng)該首先檢查計數(shù)器和步進控制器的輸入時間是否存在過短的現(xiàn)象。

6、電源突然斷電導致程序被清空

（1）檢查電池是否有電，是否出現(xiàn)損壞。

（2）在PLC中在電源斷開時可以自動對程序電路進行保存，但是如果故障不是出在PLC的電源上，那么電源斷開后其程序電路就不能自動保存。所以可以通過對PLC本身的電源進行多次斷連步驟來確認故障所在。

（3）對電池進行更換工作，如果更換電池以后存在的故障依然不能解決，那么就意味著存儲器或者外部的回路出現(xiàn)了漏電的現(xiàn)象。

結(jié)束語

對于電力系統(tǒng)中的PLC保護系統(tǒng)進行檢修是一個比較耗時，對檢修人員的耐心以及經(jīng)驗的考驗都比較大的工作。同時也是保證電力系統(tǒng)正常運行的重要工作之一。因此，檢修人員必須具備豐富的知識，能夠善于總結(jié)和歸類，以便于在以后的檢修過程中做到檢修速度快、故障排除準，為電力系統(tǒng)的正常運行保駕護航。

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（作者單位：山西太鋼不銹鋼股份有限公司）