隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化程度的不斷提高，自動化設備的運行穩(wěn)定性顯得至關重要，而由干擾引起控制系統(tǒng)的故障層出不窮，嚴重影響設備正常運行。本文通過現(xiàn)場模擬量顯示滿量程故障分析，減輕干擾帶來的破壞，較終達到消除干擾目的。 

 

1 數(shù)字化系統(tǒng)故障簡述 

一套沖渣溢流回水系統(tǒng)，如圖 1 所示設備包含超聲波液位儀 4 臺，分別連續(xù)顯示并控制調(diào)節(jié)池、清水池、回用水池、污泥池的上下液位；電磁流量計 3 套，分別監(jiān)測廢水輸送泵出口流量、清水池泵流量、污泥池螺桿泵處理流量；故障現(xiàn)象：4 個液位計顯示滿量程，現(xiàn)場檢查，一只回水池液位計故障，在更換新的液位計后，現(xiàn)場所有液位計顯示正常，但上位機仍然出現(xiàn)模擬量顯示故障，檢查通訊連接正常。液位出現(xiàn)信號全部顯示 2.7 米，經(jīng)過幾個月的跟蹤記錄，每個月大概出現(xiàn)幾次，時間沒有規(guī)律，對流量計電源停電無效，而總電源停后恢復正常，由此判定 PLC 有干擾引起故障。 

2 數(shù)字化系統(tǒng)故障分析與解決 

2.1 接地情況的分析和處理

 

考慮交流地和信號接地不可共用，屏蔽地和保護接地應連接各自接地排，模擬信號屏蔽線接地，控制系統(tǒng)以及柜體的接地進行檢查，發(fā)現(xiàn)幾個液位計采用兩點接地，部分液位計電纜存在破損并且與屏蔽有接觸，對模擬量的現(xiàn)場接線屏蔽層拆除，統(tǒng)一采用柜體端接地[1]。

 

2.2 控制系統(tǒng)電源負載能力計算及處理 

考慮控制系統(tǒng)電源負載能力越小，干擾影響越大，系統(tǒng)采用 s7-300plc 如表 1 所示，通過表中各模塊設計參數(shù)計算電源容量是否滿足要求[2]： 

計算 5V 背板總線吸取的電流＝100+200+15＋110*4＋50*2＝855 mA<1.2A 較大背板輸出電流；

計算 24V 負載電流：CPU+365+CP+DI*4+DO*2+AI*2=900+200+400+7*32*4（896）+（160+37×32）*2（2688）+30=5114mA. 

 

電源應留有 0.5-1 倍余量，而且電源的效率在 70-85%,5114*1.5/0.8=9.588A<10A,電源容量基本滿足要求，考慮電源品質(zhì)將 PS307 更換為 sitop PSU100s 10A，效果不是太明顯，又更換 sitop 20A 電源,幾個月內(nèi)出現(xiàn)一次故障，故障頻次明顯減少，說明由于電源負荷能力小，在外部干擾大時，影響供電的穩(wěn)定性。 

干擾仍然存在，分析模擬量接線。液位計采用兩線制，由明緯電源單獨供電 DC24V 10A，根據(jù)模塊式示意圖接線正確，但根據(jù)《S7300 系統(tǒng)供電設計原則及 I/O 模塊接線注意事項》，如圖 2 所示[3]。為了避免輸入模擬量模塊超過共模電壓（Ucm）以及避免隨后出現(xiàn)的測量值上溢或下溢，M-輸入端互聯(lián)接模擬地，關閉沒有使用的通道并且同樣 M-接模塊地。經(jīng)過處理，更換回 10A 電源，干擾故障消除。

 

3 結論 

本文從液位計等模擬量滿量程的故障現(xiàn)象，處理接地不可靠引起的干擾來源，而電源的容量適當放大可以減輕干擾帶來的破壞，根據(jù)西門子 PLC300 設計要求，進一步消除模擬量引入的干擾，提高設備運行的穩(wěn)定性。