純水制備控制系統故障原因分析與改造方案

純水制備系統一般為大中型企業生產中的公用工程類設備系統，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長期穩定運行至關重要。結合純水制備控制系統在實際運行中出現的故障展開分析并提出相應的改造方案。（如現場高低壓力保護開關、水箱上的浮球高低液位控制開關）接線端子容易生銹，導致控制回路斷路，進而導致部分系統無法正常控制。

1.存在問題

某系統自2008年引進安裝調試，2009年正式運行，兩年多以來，多次出現電氣控制系統故障：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調壓裝置，接線端子以及多個浮球式液位控制器開關的接線端子生銹，無法正常使用；一個電導率儀表損壞；EDI電源板顯示狀態不穩定。這一系列故障給公司的正常生產帶來了嚴重的影響。針對以上系統問題，在純水制備系統停車期間，結合純水制備系統電氣控制圖紙，對該系統進行了剖析，發現存在以下潛在隱患：

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

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

（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）純水間環境比較潮濕，裸漏在外的電氣設備增加一個控制柜，將原來控制柜內控制回路遷移到新增加的控制柜中使其與系統主回路分隔開，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，保障控制系統核心PLC的正常運行。

（3）將原系統中的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圖紙對應地接在原控制柜端子上。中間繼電器在系統中起隔離作用，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用20121期43HMI及PLC控制系統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場浮球式高低液位開關輸入點電源。控制回路改造圖如圖1所示。導致純水制備電氣控制系統發生故障。

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