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提高PLC控制系統的可靠性的六種操作方法

2019-09-15 23:56:53 合肥鴻昇自動化科技有限公司 閱讀

提高plc控制系統可靠性的六項措施,讓您了解適中的溫度,適當的環境濕度,環境污染,合理的安裝和接線,正確的接地線,安全保護,當您做PLC控制系統。一系列必要的軟件措施可以改善三菱plc控制系統,以下小編為您分享六項措施,提高PLC控制系統的可靠性。

提高PLC控制系統的可靠性的六種操作方法


提高PLC控制系統的可靠性的六種操作方法


首先,一個合適的工作環境

1.適合的環境溫度

每個制造商都對PLC的環境溫度有一定的規定。通常,PLC允許的環境溫度約為0~55°C。因此,在安裝過程中,請勿在PLC下放置大量發熱元件; PLC周圍必須有足夠的通風和散熱空間;不要將PLC直接安裝在陽光下或靠近加熱設備,如加熱,加熱器和大功率電源。安裝PLC的地方有通風窗簾。如果控制柜溫度過高,應在機柜內安裝風扇,以強制通風。

2.適合環境濕度

PLC工作環境的相對濕度一般小于85℃,以確保PLC的絕緣性能。濕度過高也會影響模擬輸入/輸出設備的精度。因此,PLC不能安裝在引起冷凝或雨水的地方。

3.注意環境污染

不建議將PLC安裝在有大量污染物(如灰塵,油煙,鐵粉等),蠟燭燃燒氣體和易燃氣體的地方,特別是在有腐蝕性氣體的地方,這可能會導致腐蝕元件和印刷電路板。如果只能安裝在這樣的地方,可以在溫度允許的條件下關閉PLC;或者PLC可以安裝在氣密性高的控制室內,并安裝空氣凈化裝置。

4.遠離振動和沖擊源

安裝PLC的控制柜應遠離振動和沖擊強烈的地方,特別是連續頻繁的振動。如有必要,采取適當措施減輕振動和沖擊的影響,以免造成布線或插件松動。

5.遠離強干擾源

PLC應遠離強干擾源,如大功率晶閘管器件,高頻設備和大型電源設備。同時,PLC還應遠離強電磁場和強放射源,以及易受強靜電影響的場所。

二,合理安裝和接線

1.注意電源安裝

電源是干擾進入PLC的主要方式。 PLC系統有兩種類型的電源:外部電源和內部電源。

外部電源用于驅動PLC輸出設備(負載)并提供輸入信號,也稱為用戶電源。同一PLC的外部電源可能有多種規格。外部電源的容量和性能由輸出設備和PLC的輸入電路決定。由于PLC的I / O電路具有濾波和隔離功能,因此外部電源對PLC性能影響很小。因此,對外部電源的要求不高。

內部電源是PLC的工作電源,即PLC內部電路的工作電源。其性能直接影響PLC的可靠性。因此,為了確保PLC的正常運行,對內部電源的要求很高。通用PLC的內部電源使用開關穩壓器電源或穩壓電源,初級側帶有低通濾波器。

在強干擾或高可靠性要求的情況下,屏蔽系統應用于為PLC系統供電。也可以在隔離變壓器的次級側串聯LC濾波器電路。同時,在安裝過程中還應注意以下問題:

2)系統的電源線應足夠厚,以減少大容量設備啟動引起的線路壓降;

3)當PLC輸入電路使用外部直流電源時,Zui使用穩壓電源確保輸入信號正確。否則PLC可能會收到錯誤信號。

提高PLC控制系統可靠性的六項措施

2.遠離高壓

PLC不能安裝在高壓電器和高壓電源線附近,也不能與高壓電器安裝在同一控制柜內。機柜中的PLC應遠離高壓電源線,兩者之間的距離應大于200mm。

3.合理的接線

1)I / O線,電源線和其他控制線應分開布線。盡量不要將它們放在同一個線路插槽中。

2)AC線和DC線,輸入線和輸出線分離良好。

3)開關量和模擬I / O線zui分開分開。對于傳輸模擬信號的I / O線,使用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層應在一端接地。

4)PLC基本單元和擴展單元之間傳輸的信號小,頻率高,容易受到干擾。它不能與其他電纜一起埋在同一線槽中。

5)PLC I / O電路接線時,必須使用壓接端子或單股,不宜使用多股直接連接PLC端子,否則容易產生火花。

6)安裝在與PLC相同的控制柜中。雖然它不是由PLC控制的電感元件,但它也應與RC或二極管滅弧電路并聯。

三,正確接地

良好的接地是PLC安全可靠運行的重要條件。為了抑制干擾,PLC通常單獨接地,并且它們各自的接地裝置與其他裝置分開使用。也可以使用公共接地,但是禁止使用如圖6-37c所示的串聯接地方法,因為這種接地方法會產生PLC和設備之間的電位差。

PLC的接地線應盡可能短,以使接地點盡可能靠近PLC。同時,接地電阻應小于100Ω,接地線的橫截面應大于2mm2。

此外,PLC的CPU單元必須接地。如果使用I / O擴展單元等,則CPU單元應具有公共接地體,并且任何單元的保護接地對地的電阻不應超過100Ω。

第四,必要的安全保護環節

短路保護

當PLC輸出設備短路時,為了避免損壞PLC的內部輸出組件,應在PLC的外部輸出回路中安裝保險絲以進行短路保護。 Zui很適合在每個負載的循環中安裝保險絲。

2.聯鎖和聯鎖措施

除了確保程序中電路的互鎖關系外,還應在PLC的外部接線中采取硬件聯鎖措施,以確保系統安全可靠運行,如電機正反轉控制,以及接觸器KM1和KM2應該正常關閉。點在PLC外部互鎖。當不同電機或設備之間存在互鎖要求時,Zui還在PLC外部執行硬件互鎖。使用PLC外部的硬件執行互鎖和互鎖,這是PLC控制系統中的常見做法。

3.失去壓力保護和緊急停止措施

PLC外部負載的電源線應具有電壓保護。在臨時電源故障后恢復供電時,如果不按“啟動”按鈕,則無法啟動PLC的外部負載。這種接線方法的另一個功能是,在特殊情況下需要緊急停止時,按下“停止”按鈕可以切斷負載電源,與PLC無關。

有時,硬件措施不一定完全消除干擾的影響。采用一定的軟件配合措施,對提高PLC控制系統的抗干擾能力和可靠性起到了很好的作用。

1.消除切換輸入信號抖動

在實際應用中,當某些開關輸入信號打開時,由于外部干擾導致開關導通時會出現“抖動”現象。這種現象通常不受繼電器系統中繼電器的電磁慣性的影響。然而,在PLC系統中,由于PLC的掃描速度快,掃描周期比實際的繼電器操作時間短得多,因此抖動信號可能是由PLC檢測到的,導致錯誤的結果。因此,必須處理某些“抖動”信號以確保系統正常運行。

輸入信號抖動及其消除

a)抖動現象的影響b)消除抖動的方法

2.檢測和診斷故障

PLC的可靠性非常高,具有完善的自診斷功能。如果PLC發生故障,自診斷程序可以很容易地找到故障原因,然后在消除后恢復正常工作。

大量的工程實踐表明,PLC外部輸入輸出設備的故障率遠遠高于PLC本身的故障率。在這些設備發生故障后,PLC通常無法檢測到它,這可能導致故障擴大,直到強電保護設備運行。它只會停止,有時會導致設備和人身事故。關機后,需要花費大量時間才能找到故障。為了及時發現故障,PLC會在事故發生前自動停止并報警。為了便于故障查找和提高維護效率,PLC程序可用于實現故障的自診斷和自我處理。

現代PLC具有大量的軟件資源。例如,FX2N系列PLC有數千個輔助繼電器,數百個定時器和計數器。它們具有相當大的余量,可用于故障檢測。

(1)延時檢測機械設備在每個步驟中動作所需的時間通常是恒定的,即使變化不是太大,因此可以使用這些時間作為參考輸出輸出信號。當動作開始時,PLC和相應的外部執行器A計時器啟動,并且計時器的設定值比正常情況下的動作持續時間大約20英寸。例如,如果致動器(例如電動機)在正常條件下運行50秒,則其驅動的部件使限位開關動作,并發出動作結束信號。如果執行器的工作時間超過60s(即對應定時器的設定時間),則PLC未接收到動作結束信號,定時器延時的常開觸點接通,信號停止正常周期。該程序,啟動報警和故障顯示程序,使操作人員和維護人員能夠快速識別故障類型,及時采取措施消除故障。

(2)邏輯錯誤檢測當系統正常運行時,PLC輸入輸出信號和內部信號(如輔助繼電器的狀態)有一定的關系。如果發生異常邏輯信號,則表示發生了故障。 。因此,您可以編寫一些常見故障的異常邏輯關系。一旦異常邏輯關系為ON,您應該遵循該錯誤。例如,在機械運動期間,存在兩個限位開關動作。這兩個信號不會同時打開。如果它們同時打開,則表示至少有一個限位開關卡住,應停止處理。

3.消除預測干擾

一些干擾是可以預測的。例如,PLC的輸出命令使致動器(例如高功率電動機和電磁鐵)起作用,通常伴有諸如火花和電弧的干擾信號。它們產生的干擾信號可能導致PLC接收不正確的信息。 。在容易發生這些干擾的時候,可以通過軟件阻止PLC的一些輸入信號,并且在干擾易發期過去之后取消阻塞。

第六,使用冗余系統或熱備系統

一些控制系統(例如化學,紙張,冶金,核電站等)需要極高的可靠性。如果控制系統出現故障,停產或設備損壞將造成巨大的經濟損失。因此,僅通過提高PLC控制系統的可靠性就不可能滿足要求。在需要極高可靠性的大型系統中,通常使用冗余系統或熱備用系統來有效地解決上述問題。

冗余系統

所謂的冗余系統意味著系統中存在冗余部分,系統不能正常工作,但是如果系統出現故障,這個冗余部分可以立即更換故障部分并保持系統運行一般。冗余系統通常是由兩組相同硬件組成的控制系統(例如CPU模塊)的重要部分。當一組失敗時,它立即由另一組控制。是否使用兩個相同的I / O模塊取決于系統的可靠性要求。

兩組CPU模塊使用相同的程序并行工作,其中一組是主CPU模塊,另一組是備用CPU模塊。系統正常運行時,備用CPU模塊的輸出被禁用,主CPU模塊控制系統的運行。同時,主CPU模塊通過冗余處理單元(RPU)連續刷新I / O映像寄存器和備用CPU模塊的其他寄存器。主CPU模塊發出故障信息后,RPU在一到三個掃描周期內將控制功能切換到備用CPU。 I / O系統的切換也由RPU完成。

a)冗余系統b)熱備系統

2.熱備系統

盡管有兩個CPU模塊同時運行一個程序,但熱備用系統的結構比冗余系統簡單,但沒有冗余處理單元RPU。系統的兩個CPU模塊的切換由主CPU模塊通過通信端口與備用CPU模塊通信來執行。兩組CPU通過通信接口連接在一起。當系統出現故障時,主CPU通知備用CPU并實現切換,切換過程通常很慢。



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