用PLC編程消除球磨機誤操作影響

• 2018-09-08

球磨機是火力發電廠、水泥工業、化學工業、煤粉制備系統的主體設備，而稀油站是與其相配套的循環潤滑系統。本人采用OMRON C60P型可編程序控制器（PC）改造了稀油站的繼電器控制系統，并通過合理編程，消除了各種誤操作的影響。在PC控制系統中，可能產生的誤操作包括人為的和系統本身所產生的。

1.人為誤操作

原因在于操作人員在按下按鈕時，手指的顫動或誤操作，會使PC接受不止一個相同的輸入信號或接受一個錯誤信號，從而造成PC失控。

（1）手指顫動造成失誤：這是不可避免的，解決的方法是使用微分指令DIFU（13）來檢索按鈕送入電信號的上升沿，在一個執行周期里PC只執行一次，從而避免此類誤操作的發生。見圖1，0005為高壓泵停止按鈕，HR005為低壓泵起動標志位。當按下低壓泵起動按鈕0003時，信號轉化為微分指令HR005，HR005在一個程序掃描周期里，只接收一個上升沿脈沖，從而過濾掉由于手指顫動產生多余的脈沖，保證定時器TIM00正常延時10min，確保高壓泵（0506）按時起動。

（2）無意誤操作：這是經常會發生的，解決的方法有兩種。

一是通過程序來優化顯示功能，減少人為失誤，在設計中使用一個指示燈來顯示各種不同的工作狀態：平光--顯示系統處于運行狀態；高頻閃光--顯示系統處于試驗狀態，每1s閃1次；低頻閃光--顯示系統處于步進狀態，每3s閃1次。這樣不僅節省費用，而且使控制指示集中，易于操作人員的觀察，減少事故。

二是通過輸入信號之間的聯鎖，這種方法工作量大，考慮要全面，否則也會出現輸入信號相互干擾，起反作用。所以當設計完成后，一定要進行模擬試驗，杜絕誤操作的出現。圖2是一個簡化的梯形圖，圖中：0003為1號低壓泵起動按鈕；HR400為1號主機停止24h后標志；HR401為2號主機停止24h后標志；0005為2號低壓泵起動按鈕。實際上的相互制約的關系很復雜，此圖只是說明一下如何避免誤操作。圖2的工作原理為1號或2號低壓泵任意一臺工作，并互為備用，保證有一臺在工作。1號或2號低壓泵停止按鈕的常閉接點（0004，0006）互為連鎖，當操作人員誤按停機按鈕0004 (0006) 時，程序會自動起動另一臺低壓泵（1號或2號低壓泵），從而避免低壓泵停機嚴重事故的發生。HR100為低壓泵起動標志，常開（閉）接點廣泛串聯到各個相關回路中，尤其是串聯到高壓泵控制回路中，保證在低壓泵未起動的前提下，起動高壓泵無效，從而避免對高壓泵的誤操作。

1號或2號低壓泵起動后，HR100得電，技術要求只有三種情況低壓泵起動標志位(HR100) 失電：1號、2號主機 (0000、0001) 同時停運, 且按下系統總停按鈕(0002)；PC上電復位信號（1815）；1號、2號主機同時停運24h后（HR400，HR401）。除了上述三種情況外，HR100總保持上電狀態，保證整個控制系統的穩定，誤按下系統總停按鈕也不要緊。

2.系統本身產生的失誤

是由于稀油站采用PC作集中聯鎖控制時，輸入信號來源復雜，且PC的動作響應時間遠遠短于繼電接觸控制系統的響應時間，因而在繼電接觸控制系統中不太引人注意的觸點瞬間跳動問題（如，干簧繼電器觸頭的彈跳抖動、觸頭接觸不良或觸頭彈簧壓力過低出現“打火”、繼電器線圈電壓波動、周圍電磁場干擾、環境中機械振動的影響等）將會在PC集中控制系統中產生誤操作，加之PC供電電源采用隔離變壓器隔離，I, O（輸入、輸出）連線采用屏蔽方式和走線分開等措施只能限制強電對PC的I, O信號的干擾，為此我在程序中加入干擾濾除子程序，見圖3。圖中TIM00用于消除0104接點斷開時，因機械振動影響出現的瞬間閉合；TIM01用于消除0104接點閉合時，因跳動與受干擾的影響出現的瞬間斷開；CNT20用于保持輸入的信號；HR410、HR411為相關的運行設備。當繼電器觸電斷開（閉合）時，由于外界環境惡劣或機械振動或其它原因，造成觸點瞬間閉合（斷開），接通（斷開）電路，由此會造成機器誤動作。針對這種情況，我設計了圖3所示的梯形圖中加入干擾濾除子程序，在接點與設備之間加上緩沖程序，避免了誤動作的發生。當0104油位下限開關（干簧繼電器的一個觸點）斷開后，由于以上原因造成0104瞬間閉合，起動定時器（TIM00），如果在設定時間內，0104斷開，則系統判定此次閉合為誤動作，不執行以下程序；若0104在設定時間內仍為閉合，則系統判定此次閉合為正常的命令，通過計數器（CNT20）保持輸入的信號，起動相關的運行設備；當0104閉合后，由于以上原因造成0104瞬間斷開，方法同上。TIM00、TIM01的時間設定為0003 (0.3s)、0002 (0.2s)，它不會對控制系統有什么影響，一般來講TIM00、TIM01時間的設定值是按輸入繼電器可靠吸合后立即斷開，這一過程的時間考慮的，約0.2s ~ 0.5s，在此范圍內都可以達到消除觸點跳動干擾的目的。應該注意的是，如果時間設定值過大，將使系統動作延遲；太小，則收不到濾除干擾的效果。