純水制備控制系統(tǒng)故障原因分析與改造方案

純水制備系統(tǒng)一般為大中型企業(yè)生產(chǎn)中的公用工程類設(shè)備系統(tǒng)，具有開車時間長、維修周期長、檢修時間緊等特性。如何有效地保障純水制備系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行至關(guān)重要。結(jié)合純水制備控制系統(tǒng)在實際運行中出現(xiàn)的故障展開分析并提出相應(yīng)的改造方案。（如現(xiàn)場高低壓力保護開關(guān)、水箱上的浮球高低液位控制開關(guān)）接線端子容易生銹，導致控制回路斷路，進而導致部分系統(tǒng)無法正常控制。

1.存在問題

某系統(tǒng)自2008年引進安裝調(diào)試，2009年正式運行，兩年多以來，多次出現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)故障：一個西門子224XPCN-PLC燒壞；兩個西門子224CN-PLC通信端口損壞；兩個威倫觸摸屏損壞；高壓B泵熱繼電器多次過載跳閘；一級RO高壓A、B泵，二級RO高壓A、B泵高低壓力保護開關(guān)調(diào)壓裝置，接線端子以及多個浮球式液位控制器開關(guān)的接線端子生銹，無法正常使用；一個電導率儀表損壞；EDI電源板顯示狀態(tài)不穩(wěn)定。這一系列故障給公司的正常生產(chǎn)帶來了嚴重的影響。針對以上系統(tǒng)問題，在純水制備系統(tǒng)停車期間，結(jié)合純水制備系統(tǒng)電氣控制圖紙，對該系統(tǒng)進行了剖析，發(fā)現(xiàn)存在以下潛在隱患：

（1）系統(tǒng)控制回路與主回路同處一個空間狹小的控制柜內(nèi)，可能存在控制電源與主回路電源互相干擾的現(xiàn)象。

（2）系統(tǒng)PLC、觸摸屏、熱繼電器報警點、現(xiàn)場浮球液位高低位控制點等電氣設(shè)備共用一路24V電源，串并聯(lián)回路過多，若其中一點出現(xiàn)故障有可能導致回路上任意一個或多個用電設(shè)備損壞。

（3）主回路上的交流接觸器線圈直接與PLC的輸出點相連接，中間無任何隔離措施，容易導致PLC輸出點電流過大而損壞PLC。

（4）純水間環(huán)境比較潮濕，裸漏在外的電氣設(shè)備增加一個控制柜，將原來控制柜內(nèi)控制回路遷移到新增加的控制柜中使其與系統(tǒng)主回路分隔開，免除控制回路與主回路可能存在的電源干擾，并解決24V電源串并聯(lián)回路過多的問題。

（5）西門子系列PLC通信端口與控制間純水上位組態(tài)程序電腦通過一根RS-485通信電纜連接，RS-485線正負相之間存在懸浮電壓，容易導致PLC通信端口燒壞。

（6）EDI模塊供電電源由控制柜最下端一個大型隔離變壓器供給。其擺放位置處于控制柜最下端且控制柜密封不好，容易沾染灰塵導致接線端子接觸不良，影響EDI模塊的電源供給。

2.具體實施措施

（1）將PLC由原控制柜遷移到新增加的控制柜中。在原控制柜安裝PLC的位置安裝接線端子，將線路按照線號依次接在接線端子上。

（2）增加新的隔離變壓器單獨給PLC供電，保障控制系統(tǒng)核心PLC的正常運行。

（3）將原系統(tǒng)中的CPU224XPCN西門子PLC更換為CPU226CN西門子PLC，并將4路AI輸入點的地址進行相應(yīng)的更改。

（4）增加30路OMRON-MY2NJ220/240AC型中間繼電器（5路為備用）。將30路中間繼電器線圈上的14點全部并聯(lián)接入新增加的隔離變壓器輸出端的一端，中間繼電器線圈13點按照電氣控制圖紙對應(yīng)地接在PLC的DO輸出點上。將30路中間繼電器常開點8點并聯(lián)接入原控制柜的任一火線端，常開點的另一端12點按照電氣控制系統(tǒng)圖紙對應(yīng)地接在原控制柜端子上。中間繼電器在系統(tǒng)中起隔離作用，可有效防止主回路交流接觸器在吸合時因電流過大而損壞自動化應(yīng)用20121期43HMI及PLC控制系統(tǒng)PLC繼電器輸出點。

（5）增加一個24V電源，將原24V電路拆分為兩路，一路專門為觸摸屏供電，另一路為PLC的DI輸入點以及AI模塊供電。其中包含熱繼電器報警點及現(xiàn)場浮球式高低液位開關(guān)輸入點電源。控制回路改造圖如圖1所示。導致純水制備電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障。

自改造后純水制備系統(tǒng)開車以來，電氣控制系統(tǒng)基本運行正常，未出現(xiàn)以前頻發(fā)的電器元器件燒壞損毀事故，保障了公司各個生產(chǎn)部門的正常生產(chǎn)。