水庫閘門控制系統(tǒng)故障分析及維修

前言：本站為你精心整理了水庫閘門控制系統(tǒng)故障分析及維修范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

故障的分析及解決1）檢查故障報警子機兩端的DP通訊頭，其阻值正常應為220Ω，如果不符，應該進行更換。如不是，應對Profibus-DP通訊處理器進行檢測。上位機系統(tǒng)工作，是以DP總線通訊的正常為前提。2）首先檢查接線順序問題，通訊DP頭A、B端子的電纜是否有接反現(xiàn)象，其次看接線是否有不良現(xiàn)象，然后測量總線上的回路阻值，理論上電阻值在110Ω即為正常。偶爾信號故障一般是信號衰減的問題。PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的接口是物理接口方式。總線中所有設備必須支持主站所設定的傳輸速率，投運總線上所有設備的傳輸速度是相同的，可以在9.6kbit/s～12Mbit/s之間選擇。每個總線分段最多可以連接32個設備，可允許的最遠傳輸距離同設定的傳輸速率有關（見表1）。也可以使用中繼器來延長總線長度或者擴充設備臺數(shù)。主溢洪道子站距離中控室直線距離150m，輸水洞出口子站距離中控室直線距離1070m。但是電纜一般為曲折鋪設的，并且進出子站、主站都有一定長度，可能要超出規(guī)定范圍，這樣就會導致信號的衰減以至于通訊不正常。在增設中繼器后，信號進行穩(wěn)定，通訊穩(wěn)定。3）阻值在正常范圍內(nèi)，在電纜沒有新增的情況下，應該是整個系統(tǒng)運行時產(chǎn)生的故障，但如果把主溢或者輸水洞其一線路關閉，故障現(xiàn)象便消失。綜合判斷應該是線路之間的電磁干擾影響通訊所致。重新鋪設通訊電纜，更換路徑，同時盡量避免和其他動力電纜同隧道。或者更換高質(zhì)量的屏蔽雙絞線電纜，但費用較高。實際工作中采用第一種方案，施行后經(jīng)過長時間觀察，效果良好。4）經(jīng)過對1），2），3）故障排查后，故障原因是干擾。處理干擾首先檢查接地，接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環(huán)電流，影響系統(tǒng)正常工作。通訊系統(tǒng)要求一端接地，或是將相關做成一個系統(tǒng)接地。在測量中發(fā)現(xiàn)屏蔽對地阻值非常大，達到17Ω。在重做系統(tǒng)接地后，故障消失。

由于閘門控制室處于水庫工作環(huán)境，屬于多雷區(qū)域。遠程控制系統(tǒng)多為弱電系統(tǒng)，建議在安裝時DP總線、電源線、信號線盡量配置防雷和防浪涌保護。2）上位機供電系統(tǒng)巡視檢查十分必要，要重點檢查電壓是否正常，電纜是否過載發(fā)熱。

可編程控制器故障

可編程控制器屬于編程控制單元，是整個自動控制系統(tǒng)的核心，完成PLC的信號處理、邏輯運算、Profibus通訊、控制輸出等功能。

故障現(xiàn)象1）控制柜內(nèi)CP342-5信號發(fā)出模塊上電后，電源燈常亮，信號發(fā)送燈TXD沒有任何閃爍。粗測回路電壓24V正常范圍。工控機顯示器畫面整體變灰，無法操作。2）控制柜內(nèi)西門子S7-300型號CPU314模塊及CP342-5信號發(fā)出模塊故障，報警指示燈SF常亮。觸摸屏顯示PLC地址錯誤。系統(tǒng)遠程控制信號無反應，觸摸屏控制開度部分無法輸入數(shù)據(jù)。

故障的分析及解決1）故障處理一般有兩種方向：檢查主站PLC是否在工作狀態(tài)下；檢查一下程序OB1中是否采用觸發(fā)或是自動方式中的一種。①當采用觸發(fā)發(fā)送方式時信號發(fā)出模塊發(fā)送一次數(shù)據(jù)，即TXD燈閃爍一次，只有當中控機設備做出回應后接收燈RXD燈跟著閃爍。接著總線橋再發(fā)送第二次數(shù)據(jù)，如此反復。如果不連接中控機設備，只能看見信號發(fā)出模塊發(fā)送燈TXD燈閃爍一次。在編程時需要用第二個狀態(tài)字節(jié)的最低位（接收完畢/發(fā)送允許位）來控制第二個控制字節(jié)的最低位（啟動發(fā)送位），使之有一個上升沿脈沖信號。②當采用自動發(fā)送方式時信號發(fā)出模塊向中控機設備連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果不連接中控機設備，能看見信號發(fā)出模塊TXD燈按設定的時間間隔閃爍。當連接中控機設備時，中控機設備做出回應后，RXD燈也跟著閃爍。此時注意，設定的自動發(fā)送時間間隔要滿足主站接收到所有串口發(fā)送回來的數(shù)據(jù)時間。在編程時，需要將第二個控制字節(jié)的最低位D0（啟動發(fā)送位）和倒數(shù)第二位D1（自動發(fā)送位）全置為1。另外注意，一定要在程序中將發(fā)送報文的長度寫到控制字節(jié)的第一個字節(jié)中。2）利用西門子組態(tài)編程檢測工作站對故障模塊進行檢測，發(fā)現(xiàn)該故障原因為CPU用戶程序區(qū)為空載。應當將CPU復位，重讀其自帶MMC卡內(nèi)備份程序，操作步驟如下：將CPU314自帶MMC卡取出，將供電電源關閉。通電重啟，模塊處于STOP狀態(tài)。將其檔位開關按到MRES位保持不動，當STOP燈慢閃2次，保持常亮后，將開關回到STOP位。再次將開關按到MRES位不動，當STOP燈開始快閃，然后慢閃2次保持常亮后，松開開關回到STOP位。切斷電源插回MMC卡。通電3～5imn后將開關由STOP位扳倒RUN為既可。中央處理器CPU用戶程序丟失原因很多。但結(jié)合具體情況，總結(jié)出以下幾個主要原因，希望在工作維護中，多加注意避免：CPU長期處于斷電停機狀態(tài)；CPU長期處于大低溫及大濕度狀態(tài)；CPU處于某種過電壓環(huán)境中。

中央處理單元CPU程序及觸摸屏程序備份至外部獨立存儲介質(zhì)內(nèi)。2）為能及時診斷可編程控制器故障，恢復其使用功能，應建立相配套的移動實驗工作站。

傳感器故障

高度顯示器和磁位移傳感器屬于傳感控制器單元。每臺啟閉機配有左右2套該控制器組合，在顯示閘門開度的同時，及時為控制處理器提供閘門左右2個動力支臂運行高度和速度信號，使處理器隨時對兩動力臂進行糾偏處理，保證其工作的同步狀態(tài)，從而達到有效保護啟閉設備和基礎設施的目的，是自動控制過程中最主要的傳感器，也是故障較多的設備。

故障現(xiàn)象1）高度顯示器上電開機即出現(xiàn)最大開度顯示，即使閘門處在全關狀態(tài)。造成自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)開度超限，系統(tǒng)報警無法進行閘門開啟動作。將故障顯示器清零，自動控制狀態(tài)下啟動閘門，閘門動作，但故障高度顯示器顯示數(shù)字并不隨高度進行變化。粗量電壓12V，不屬于正常范圍。2）高度顯示器開機時黑屏。設備用自動控制模式運行失靈，在手動模式下，可運行。或者高度顯示器開機時顯示零位，運行閘門時，示數(shù)不變化。粗量顯示器電壓24V正常，傳感器回路中并無短接。

故障1）分析處理一般為以下兩種方向：高顯正常使用電壓為24V，先檢查控制柜直流供電電源是否正常；輸入信號異常，多為閘門支臂液壓缸上磁位移傳感器故障，磁位移傳感器是通過內(nèi)在的磁環(huán)在得電導桿上移動來獲得閘門運行信息。所以磁環(huán)損壞或者導電桿不能正常得電都會導致高顯得到的信號異常。在實際工作中發(fā)現(xiàn)磁位移器得電異常的故障發(fā)生頻率較高，這與其安裝在室外且運行在水庫潮濕環(huán)境有極大關系。磁位移傳感器與高度顯示器之間通過7芯信號電纜聯(lián)通，接頭為航空接頭。7芯信號線分別為電源線正、電源線負、地線、速度信號線、位移信號等。因為其處在室外，環(huán)境影響對弱電電器元件影響較大，特別是電源正極線，本身在工作時有發(fā)熱現(xiàn)象，氣溫炎熱時，容易造成線皮破損與其他線路發(fā)生短路。水汽大時航空接頭容易結(jié)露，也易造成短路現(xiàn)象，所以額外對航空接頭處進行防水處理十分必要。2）將異常高顯儀表摘下安裝到其他正常設備上，如果故障現(xiàn)象仍然出現(xiàn)。在電路其他參數(shù)都正常的情況下，應該是高度顯示器本身損壞，需要更換。

備份一套完好的磁位移傳感器及其配套信號線。2）春秋季濕度較大時間段，長期停機的情況下需要拆卸傳感器，以便在干燥環(huán)境下保存，達到維護及延長壽命周期，保護核心資產(chǎn)的目的。3）消除傳感器回路過電壓條件及環(huán)境。

液壓啟閉機常見故障

閘門液壓啟閉機是自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分，它將自動系統(tǒng)的各種信號命令最終轉(zhuǎn)化為閘門的實際運行動作。

故障現(xiàn)象1）系統(tǒng)油壓不足，流量偏小；2）油缸運行時有震動或爬行現(xiàn)象；3）啟閉機動作失靈。

故障分析及解決1）該現(xiàn)象故障原因分為以下幾個可能：油泵磨損，需要調(diào)節(jié)油泵流量或者更換油泵；吸油管漏氣，仔細排查管路，消除漏氣；油箱油位太低，給油箱補充清潔液壓油；系統(tǒng)壓力閥調(diào)壓失靈，需對閥件進行清洗和更換。2）故障原因多為液壓系統(tǒng)中有氣體，應該對油箱及支臂缸體進行排氣。同時清洗壓力閥效果會更好。3）該現(xiàn)象故障原因分為以下幾個可能：電磁閥失靈，進行清洗或更換；開度測量儀位置不對或失靈，校準位置或更換；回油濾油器堵塞，清洗或更換濾油器；油箱液位過高或過低，給油箱補油或排除多余油液；壓力繼電器失靈，跟換壓力繼電器。

作者：孫博于海波胡桂云單位：遼寧省大伙房水庫管理局