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- 浔之漫智控技术（上海）有限公司
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- 西门子
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- 发布时间
- 2023-07-19 17:06:40
随着自动化水平的提高，dcs控制系统(集散控制系统)逐渐代替了常规仪表，其优越性已被广大操作人员所接受。但发生故障时，会造成装置停车甚至事故，各种故障如何及早发现及恰当处理就显得非常重要。 1、查看监控画面的数据 出现以下情况时，说明控制系统发生问题，应立即通知微机维修人员维修，同时操作工到现场进行处理。 (1)经常变化的数据长时间不变，且几个数据或所有数据都不变。 (2)控制分组画面中，手动自动无法切换，或手动输入数据后，一经确认，又恢复为原来的数据，修改不过来。 (3)趋势图画面中，几条趋势都为直线不变。 (4)监控画面中，多个数据同时波动较大。 判断波动数据是否为工艺上相关参数，若是相关参数则通知仪表及微机人员检查，看是否某调节系统波动引起相关参数变化，同时将相关调节系统打到手动状态，必要时到现场进行调节。如水溶液全循环装置中，尿素合成塔压力正常时为l9.67MPa，如果突然大范围波动，此时势必引起下游的中压系统、低压系统压力波动，这种情况是由于几个相关参数中某一参数波动引起其他参数变化，并不是控制系统本身故障。 若波动数据工艺上彼此并无直接影响，则可能为微机某卡件发生故障，立即将相关自调系统打到手动调节，必要时到现场进行调节，同时，通知微机及仪表人员检查。 2、查看操作站工作情况 当发现某个操作站死机，监控画面数据不刷新，调节画面不起作用，查看右上方系统报警指示灯是否正常，并检查其他操作站是否工作正常，若正常，则仅该操作站有问题，通知微机维修人员修理。若其他操作站数据也不变，则为系统通讯网络出现故障，立即通知维修人员检查网络设备的运行情况，进行修复。 3、观察操作站的断电情况 若部分操作站突然无显示，则说明UPS或市电断电，立即通知微机维修工进行维修。若有电的操作站可正常监控，此时不会影响控制系统的正常调节。 4、注意控制站全部断电的情况 由于所有控制站设备均为双路供电，一路UPS，一路市电，所以这种情况的发生几率很小。 当控制站全部断电后，监控画面上两个系统报警红灯亮，通讯中断，数据全部不刷新，所有自调系统完全失控，调节阀将恢复到初始状态，气开阀全关，气关阀全开。此时，应立即紧急处理或停车，同时到现场进行操作。 5、注意所有操作站全部断电的情况 此时，查看控制站电源指示灯是否正常，卡件诊断指示灯有无故障红灯，绿灯表示卡件正常工作，若以上都正常，则可以确定控制站工作正常，自调系统工作正常，只是操作工暂时看不到监控画面，且不能对现场进行遥控操作，立即通知微机维修人员进行维修，并到现场进行监控。 当发现多个自调系统失灵，监控画面上自调阀阀位在全开或全关位置，立即检查仪表气源压力，若气源压力小于0.4MPa，则不正常，检查气源管道有无堵塞或漏气现象;若气源压力小于0.2MPa，立即进行紧急停车。将监控画面上的自调系统全部打到手动，将调节阀阀位调到安全位置，通知仪表工检查气源，同时到现场进行操作，关闭调节阀两端的截止阀，用旁路阀操作。 |
目前，制约基于PLC的控制伺服系统在工业应用上的主要问题，主要包括以下几个方面：支持PLC控制伺服系统的智能设备造成初期投资的提高；系统结构如何变化，如何构筑一个基于PLC伺服的控制系统；通讯是否可靠；设备选型的局限性等。
那么，是否有办法解决能？且来探讨一二。
控制系统基本结构
伺服调速系统的主要组成部分如图1所示。其中伺服电机是受控对象和传动装置。伺服驱动器将具有一定电压、电流和频率的电源能量变换为具有可调电压、可调电流或可调频率电源能量，起电能变换和控制作用，以检验和变换反馈信号。在伺服调速系统中主要反馈量有电压、电流、转速、转矩、磁通和转子位置角等。控制层根据给定信号和反馈信号产生所需要的控制指令和偏差信号。调节装置用于按照一定规律控制变流装置能量的流动，通过硬件或软件产生满足控制要求的算法或校正量，以提高或校正系统的静态性能。在要求不很高的场合，没有反馈装置而采用开环控制，但前提是电机本身应具有足够的稳定性和可调性。
图1伺服机调速系统的基本结构图
伺服驱动器
1、伺服驱动器
控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。
2、伺服控制系统调速控制系统及其原理
伺服电机调速系统由伺服驱动器、电动机及其控制系统构成。伺服调速系统通过改变异步电动机定子的供电源频率，从而改变电动机同步转速，其调速特性基本上保持了伺服电动机固有的机械特性硬度高、转差率小的特点，同时具有效率高、调速范围宽、精度高、调速平滑等优点。伺服调速工作原理图如图2所示。
（a）伺服驱动器工作原理图
（b）伺服调速工作原理框图
改变电机频率和极数均可改变电机的转速，因此改变电动机频率就可以实现调速运转。
伺服驱动系统主要设备是提供变频电源的伺服驱动，伺服驱动器可分成交-直-驱动器和-交变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交驱动器。其特点是效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广；调速范围大，精度高。
改变定子电源频率可以改变同步转速和电机的转速。又由电动机的电势公式可知外加电压近似与频率和磁通的乘积成正比，即
由上式可知，若外加电压不变，则磁通随频率改变而改变。一般电机在设计中为了充分利用铁心材料都把磁通Ф的数值选在接近磁饱和的数值上，因此，如果频率从额定值往下降低，磁通会增加，将造成磁路过饱和，励磁电流增加，铁心过热，这是不允许的。为此我们要在降频的同时还要降压，这就要求频率与电压能协调控制。
系统分析
电动机总线型调速控制系统电路如图3所示：
图3伺服电机调速控制系统电路
控制电路分析：PLC为本系统总控制器，本系统用到的PLC通过特制电缆连接伺服驱动器；驱动器再接伺服电机；伺服电机通过伺服驱动器给PLC一个反馈信号，这个反馈信号接PLC的模拟量输入端。这样便于控制更加和快速。由用户程序控制PLC的动作，PLC的动作引起欺负驱动器的反应，从而达到控制电机转速的目的。编码器接24V直流电源。伺服驱动器接220V交流电。工业控制计算机通过PPI电缆连接PLC，用户可以通过组态软件观察控制系统工作情况。从而实现远程控制电机调速系统。
软件设计
编程设计时，依据PLC是以循环扫描方式按顺序执行程序的基本原理，按照动作的先后顺序，从上到下逐行绘制梯形图，它比由继电器控制电路改画成的梯形图程序往往更加清楚，更容易懂。
子程序SBR_0部分截图，如图4：
图4SBR_0部分程序
程序分析：
DB1为程序主数据块，存放系统程序执行过程中的主要数据，在符号定义表中用户自己定义系统的主要数据名称和存储地址；SBR_0是自己编写的程序块，其主要功能为：SBR_0实现模拟量到数字量的转换，这是为了方便PLC计算，因为PLC在运算时只能处理数字量；为了便于利用组态软件观察。系统上电运行时，程序顺序扫描，在扫描到SBR_0时，先调用子程序SBR_0，将输入的模拟量转换为数字量，送入PLC进行运算。其数据存储到主数据块DB1。然后经过一些变频器控制命令和数据传输指令，后调用子程序FC2，将PLC的运算结果转换为模拟量输出，同样将数据存储在符号定义表中，便于用户通过自己绘制的组态软件观察系统的运行情况和数据的改变等。
结论
伺服电机、PLC、接触器等可安装在一台控制柜内，可就地或远程操作，其操作方式简单灵活。但要注意伺服控制器和电机的散热和电磁干扰问题。在电机开始启动时，可能对伺服控制器造成干扰。电机在调速供电方式下切换时须注意各接触器闭合和断开顺序,接触器应该有足够的延时以防止电机绕组产生的感应电动势加载到伺服驱动器的输出逆变桥上造成电机的损坏。