调试工作是评估PLC控制系统是否符合要求的关键任务,也是系统性能的一次客观全面评估。在系统投入使用之前,必须经过彻底的整体功能调试,直到满足要求并得到有关用户代表、监理和设计人员等的签字确认后才能使用。调试人员需要接受系统培训,熟悉控制系统的组成、硬件和软件的使用及操作。
调试人员在调试过程中发现的问题,应当立即与相关设计人员联系,只有在设计人员同意后才能进行修改,修改过程需做详细记录,修改后的软件必须备份。同时需要对调试修改部分进行文档整理和归档。调试内容主要涵盖输入输出功能、控制逻辑功能、通信功能和处理器性能测试等方面。
1、调试输入输出回路
(1) 进行模拟量输入(AI)回路的调试。需仔细核对I0模块的地址分配情况;检查回路的供电方式(内部供电或外部供电)是否与现场仪表一致;利用信号发生器在现场端给每个通道加入信号,通常选择0、50%,或三个点进行检查。对于具有报警、联锁数值的AI回路,还需要检查报警和联锁值(包括高报、低报、联锁点和精度),以确认相关报警和联锁状态的准确性。
(2) 进行模拟输出(AO)回路的调试。可根据回路控制的要求,通过手动输出的方式(即直接在控制系统中设定),对执行机构(如阀门开度等)进行检查。通常会选择0、50%或这三个点进行检查;同时,通过闭环控制来确认输出是否满足相关要求。对于带有报警和联锁数值的AO回路,也需要检查报警和联锁数值(如高报警、低报警、联锁点和精度)是否符合要求。请验证报警和联锁状态的准确性。
(3)对开关量输入(DI)回路进行调试。在现场端相应连接或中断,观察开关量输入模块对应通道地址的LED变化情况,同时检查通道的开关状态变化。
(4)进行数字输出(DO)回路的调试。可以使用PLC系统提供的强制功能来检查输出端口。通过强制功能,检查开关量输出模块对应通道地址的LED灯的变化,同时检查通道的打开和关闭变化。
2、调试回路时需要注意的事项
(1)在处理开关量输入输出回路时,需要注意保持状态的一致性原则。通常采用正逻辑原则,即当输入输出通电时为“ON”状态,数据值为“1”;反之,当输入输出断电时为“OFF”状态,数据值为“0”。这样有助于理解和维护。
(2)在连接负载大的开关量输入输出模块时,应当使用继电器进行现场隔离,尽量避免直接将现场接点与输入输出模块相连。
(3)使用PLC的强制功能时要注意,在测试完成后应当恢复原状;不要同时对过多的点进行强制操作,以防损坏模块。
3、调试控制逻辑功能
进行控制逻辑功能调试时,需要与设计、工艺代表和项目管理人员密切合作。必须利用处理器的测试功能来设定输入条件,并根据处理器的逻辑检查输出状态变化是否准确,以验证系统的控制逻辑功能。对于所有的联锁回路,需模拟联锁的工艺条件,仔细审查联锁动作的准确性,并记录调试过程并经过会签确认。
检查工作是对设计控制程序软件进行验收的程序,在调试阶段是复杂、技术要求高、难度大的任务。特别是在应用专利技术或专用软件时,必须仔细检查其控制正确性,保证操作过程需要保留一定的灵活性,同时确保工艺操作的顺利进行。
4、性能测试处理器
处理器性能测试应当严格按照系统说明书的规定进行,以确保系统完整地具备说明书所述功能,并且在通信、备用电池以及其他特殊模块方面稳定可靠。对于装备冗余配置的系统,应该进行冗余性测试,即全面检查各方面的冗余设计,涵盖电源、处理器、I/O 和通信等方面。
(1) 电源备份。当一路电源被切断时,系统应能继续运行,保持稳定,不受干扰;一旦恢复供电,系统应能自动回复正常运行。
(2)处理器的冗余备份。当主处理器被切断电源或开关切换时,热备处理器应能自动接管成为主处理器,系统继续正常运行,输出不受影响;被切断电源的处理器重新上电后能够恢复正常,并处于待命状态。
(3)冗余测试。选择具有相互冗余的地址对应的输入和输出点,对冗余输入模块和输出模块分别施加相同的输入信号,连接输出模块的状态指示装置。分别对冗余输入模块和输出模块进行通断测试(如允许热插拔),检查它们的状态是否能维持不变。
(4)通信冗余。可以尝试关闭其中一个通信模块的电源或断开一条网络,检查系统是否能够正常通信和运行;重新启动后,相关模块状态应当会自动恢复正常。冗余测试必须按照设计要求对所有具有冗余设计的模块进行检查。此外,系统功能检查涵盖系统自检、文件搜索、文件编译及加载、维护信息、备份等功能。对于较为复杂的PLC系统,系统功能检查还包括逻辑图配置、回路配置和特殊I/O功能等内容。
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