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一起卸船机控制系统通信故障原因分析

及处理

摘要：卸船机作为沿海燃煤发电厂燃料系统的重要设备,其稳定的运行关系

操作人员安全及火力发电厂发电可靠性。卸船机控制系统是一套复杂的工控自动

化系统，设备运行时一直处于频繁启动、制动，正转、反转，加速、减速等过程，

且因卸煤工况较差，难免出现设备疑难杂症。本文介绍桥式卸船机的PLC+变频控

制系统通信故障导致整机瘫痪故障处理,这一故障过程的分析处理为类似故障分

析提供借鉴。

关键词：卸船机、控制系统、PLC、通信故障

某日，某电厂燃料部运行人员使用1号卸船机卸煤操作过程，突然出现无故

障跳停，立即通知继保人员进行检查。通过对整套控制系统检查，发现该故障是

间歇性故障，这大大增加了故障的排查难度。

1、设备概况

广东某电厂2*1000MW机组在码头配置有2台额定效率1800T/h桥式抓斗卸

船机，用于5万吨级～15万吨级海轮卸船作业。卸船机起升、开闭及小车牵引机

构采用四卷筒机械差动形式，主机构（起升、开闭、小车和俯仰）的驱动电动机

（鼠笼式交流变频电动机）选用SIEMENS公司1PQ8系列产品；变频调速器选

用ABB公司ACS800多传动系列产品，可编程控制器（PLC）选用SIEMENS公司

S7-400系列与ET200-M系列分布式I/O产品，PLC主站CPU与从站之间以

PROFIBUS-DP总线通信，实时数据交换，全面控制和监测卸船机的工作状态，卸

船机PLC通信结构图1所示。

图1卸船机PLC通信结构图

2、事件概述

2021年4月份，1号卸船机在卸煤作业时多次出现急停故障，卸船机控制电

源总空开跳闸，触摸屏报警记录为“急停按钮动作（右操作台）”，司机室右操

作台PLC从站ET200M通信接口模块“SF”和“BF”故障灯亮。由于每次都是瞬

时故障，复位司机室右操作台ET200M通信接口模块报警后，系统又能正常运行。

但故障反复出现，严重影响了卸煤作业，检修人员根据故障现象，针对造成的急

停故障的原因进行了分析和排查。

3、故障原因查找

司机室右操作台急停按钮常闭辅助触点接入PLC开入量模块，当右操作台通

信接口模块故障时，PLC程序的急停开入量变为断开状态，触发保护逻辑跳开卸

船机控制电源总开关。

3.1对接线回路进行检查。检查右操作台PLC从站模块的所有端子接线，急

停按钮未动作、辅助触点接线牢固，无接触不良现象。用绝缘摇表测量各回路的

绝缘电阻，也均满足技术要求。检查通信模块DP连接器接线无松动，右操作台

开入量和开出量模块与通信模块连接稳固。检查接线回路后，故障仍继续出现。

3.2更换通信设备。更换司机室右操作台ET200M通信接口模块、PROFIBUS-

DP连接器。司机室PLC从站与PLC主站之间使用光电转换器进行了通信信号的传

输，为排除光设备原因，临时敷设一条PROFIBUS-DP通信电缆，将司机室右操作

台的ET200M通信接口模块直接与主站CPU通信接口连接。

3.3更换电源模块。西门子ET200M通信模块额定工作电压范围为DC20.4至

28.8V之间，为检查是否由于电源波动造成通信模块告警，更换了24V电源模块，

并使用便携式示波器，对24V电压及开出模块使用的220V电压进行了录波监视。

但故障仍会出现，在故障发生时，24V电压和220V电压均未出现波动，排除了电

源原因。

3.4检查照明系统。1号卸船机在1年前曾出现过由于照明回路出现接地故

障，导致料斗平台辅助PLC从站与PLC主站通信故障，为排查故障，对1号卸船

机的全部照明回路进行绝缘测量，空气开关以下回路绝缘正常，绝缘值均大于

10MΩ。在白天断开照明总空开电源后，故障仍会出现。

3.5增加监视程序。在PLC程序块里面增加一段监视程序，记录故障发生的

时间和次数，用于判断故障是否某个操作流程有关系（增加的程序段如下图2至

5所示）。经过1个星期的记录，发现故障出现的频率和时间都不确定，而且在

卸船机未工作时也出现故障跳闸的情况。

FC4:PLC11_Comm_Error_Check

Network1:PLC11_Comm_Error_Counter