应用pdca理论解决芬兰vacon变频器和罗克韦尔plc通讯故障

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1、应用PDCA理论解决芬兰VACON变频器和罗克韦尔PLC通讯故障　　摘要：文章主要介绍了同煤国电同忻煤矿快速装车站的VACON变频器与罗克韦尔PLC组成DeviceNet网络的控制结构，详细分析了实际运行中VACON变频器与PLC出现通讯故障的多种原因，并运用戴明PDCA理论，逐一分析排除，取得了成功。关键词：PDCA；变频器；PLC；DEVICENET；总线中图分类号：R197文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）31-0041-021概述1.1戴明PDCA理论PDCA循环又称为“戴明环”。PDCA循环是能使任

2、何一项活动有效进行的一种合乎逻辑的工作程序，P、D、C、A四个字母所代表的意义如下：P（plan）计划。包括方针和目标的确定以及活动计划的制定。D（do）执行。执行就是具体操作，实现计划中的内容。C（check）检查。就是要总结执行计划的结果，分清哪些对了、哪些错了，明确效果，找出问题。6A（action）行动。对总结检查的结果进行处理，对于成功的经验加以肯定，并予以标准化，便于以后工作时遵循；对于失败的教训也要总结，以免重现。对于没有解决的问题，应提给下一个PDCA循环中去解决。1.2同忻矿快速装车系统简介6同忻矿位于大同市西

3、南约20千米，大同煤田北东部，设计生产能力1000万吨/年，矿井服务年限70年，是同煤集团继塔山矿井之后的又一座现代化特大型矿井，装车站位于同忻矿正南约2千米处，由美国泰戈特公司承建，于2009年9月建成投产，它由储煤系统、输煤系统、装车系统三部分组成，是同忻矿地面储洗装运系统的重要组成部分。同忻矿装车精煤输送皮带751带宽2000毫米，带长508米，带速4米/秒，最大能力6000吨/时，采用三台500kW电机中部驱动，液压拉紧方式。24台仓下给料机，单台最大能力1000吨/时。其中有6台采用芬兰瓦萨控制系统有限公司生产的VAC

4、ON变频器，总线控制方式，可最大程度满足精煤的及时供应。装车控制系统使用美国Rockwell公司的Logix5561可编程控制器，它支持ControlNet、DH+、RIO、Ethernet和Modbus等多种通讯协议标准。上位机采用两台研华工控机组成，下位机机采用Rockwell公司的ControlLogix型的L5561PLC。变频器控制采用DeviceNet网络，但在使用过程中，经常出现变频器与PLC的通讯故障，造成变频器短时失控，给正常装车造成很大的事故隐患。2研究内容2.1VACON变频器的结构变频器是应用变频技术制造

5、的一种静止的频率变换器，它是利用半导体的通断作用将频率固定的交流电（通常为工频50Hz的三项或多项）交换成频率连续可调的交流电的电能控制装置。它的结构见图1：2.2VACON变频器的性能参数型号：NXS00186G2LOSSSA1A200C700功率：15kW电压等级：525～640V最大启动电流：2.5lct最大启动转矩：200%开环精度：0.5%控制方式：u/f2.3VACON变频器的控制方式6VACON变频器的控制方式有三种，分别是面板、I/O端子和总线三种方式。面板控制适用于变频器的单机调试和故障处理；在集中控制中最常用

6、的是I/O端子和总线方式，I/O端子控制方式简单，计算机集中控制组网采用ControlNet网络结构，输入输出信号由数字量模块和模拟量模块采集控制，适用于顺序控制、过程控制等大部分场合；总线方式接线简单，计算机集中控制组网采用DeviceNet网络结构，利用特殊的软件可以完成变频器几乎全部的控制功能。2.4PDCA理论在本故障案例中的应用2.4.1因果分析。2010年12月5日～2011年1月15日这段时间我们对VACON变频器与罗克韦尔PLC出现通讯故障，偶尔失控的现象进行了认真的调查，并进行了因果分析，见图3：2.4.2要因

7、确认。为了能够准确找出引发VACON变频器通讯故障，偶尔失控的主要因素，我们对因果图运用现场调查法进行了因果分析，见表1：2.4.3制定对策。针对分析出的三项主要原因，我们确定了对策，见表2。2.4.4对策实施：（1）现场电磁干扰。2月1日，我们对整个装车控制系统的接地进行了仔细检查，要求机架接地电阻不大于2欧姆，Control网同轴电缆屏蔽层一端接地，另一端悬空，同时与动力电缆分开吊挂，难以分开吊挂的地方穿镀锌铁管加以屏蔽，整个控制系统供电均使用隔离变压器，各远程控制分站的接地良好，接地电阻不大于2欧姆。（2）变频器优化参数设

8、置。2月6日，我们对变频器和PLC进行总线模式的设定，先设置变频器。M3→P3.1→默认为“I/O端子”，改为“总线”6地址与波特率设定。M7→G7.4→G7.4.1→G7.4.1.1修改地址（默认为63，根据连接设备名称修改为1～8）→G7.4.1.2修改波特