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电气工程师|提高PLC控制系统可靠性的六点措施

更新时间:2019-08-13

  提高plc控制系统可靠性的六点措施,让你在做PLC控制系统的时候,949494开奖结果,学会了解环境温度适度、环境湿度适宜、环境污染、合理的安装与布线、正确的接地线、安全保护护节、必要软件措施等一系列可以提高三菱plc控制系统,下面小编为你分享提高PLC控制系统可靠性的六点措施。

  各生产厂家对PLC的环境温度都有一定的规定。通常PLC允许的环境温度约在0~55°C。因此,安装时不要把发热量大的元件放在PLC的下方;PLC四周要有足够的通风散热空间;不要把PLC安装在阳光直接照射或离暖气、加热器、大功率电源等发热器件很近的场所;安装PLC的控制柜zui好有通风的百叶窗,如果控制柜温度太高,应该在柜内安装风扇强迫通风。

  PLC工作环境的空气相对湿度一般要求小于85%,以保证PLC的绝缘性能。湿度太大也会影响模拟量输入/输出装置的精度。因此,不能将PLC安装在结露、雨淋的场所。

  不宜把PLC安装在有大量污染物(如灰尘、油烟、铁粉等)、腐烛性气体和可燃性气体的场所,尤其是有腐蚀性气体的地方,易造成元件及印刷线路板的腐蚀。如果只能安装在这种场所,在温度允许的条件下,可以将PLC封闭;或将PLC安装在密闭性较高的控制室内,并安装空气净化装置。

  安装PLC的控制柜应当远离有强烈振动和冲击场所,尤其是连续、频繁的振动。必要时可以采取相应措施来减轻振动和冲击的影响,以免造成接线.远离强干扰源

  PLC应远离强干扰源,如大功率晶闸管装置、高频设备和大型动力设备等,同时PLC还应该远离强电磁场和强放射源,以及易产生强静电的地方。

  电源是干扰进入PLC的主要途径。PLC系统的电源有两类:外部电源和内部电源。

  在干扰较强或可靠性要求较高的场合,应该用带屏蔽层的隔离变压器,对PLC系统供电。还可以在隔离变压器二次侧串接LC滤波电路。同时,在安装时还应注意以下问题:

  1)隔离变压器与PLC和I/O电源之间zui好采用双绞线连接,以控制串模干扰;

  2)系统的动力线应足够粗,以降低大容量设备起动时引起的线)PLC输入电路用外接直流电源时,zui好采用稳压电源,以保证正确的输入信号。否则可能使PLC接收到错误的信号。

  PLC不能在高压电器和高压电源线附近安装,更不能与高压电器安装在同一个控制柜内。在柜内PLC应远离高压电源线.合理的布线)I/O线、动力线及其它控制线应分开走线,尽量不要在同一线)交流线与直流线、输入线与输出线zui好分开走线)开关量与模拟量的I/O线zui好分开走线,对于传送模拟量信号的I/O线zui好用屏蔽线,且屏蔽线的屏敝层应一端接地。

  4)PLC的基本单元与扩展单元之间电缆传送的信号小、频率高,很容易受干扰,不能与其它的连线敷埋在同一线)PLC的I/O回路配线,必须使用压接端子或单股线,不宜用多股绞合线直接与PLC的接线端于连接,否则容易出现火花。

  除在程序中保证电路的互锁关系,PLC外部接线中还应该采取硬件的互锁措施,以确保系统安全可靠地运行,如电动机正、反转控制,要利用接触器KM1、KM2常闭触点在PLC外部进行互锁。在不同电机或电器之间有联锁要求时,zui好也在PLC外部进行硬件联锁。采用PLC外部的硬件进行互锁与联锁,这是PLC控制系统中常用的做法。

  在实际应用中,有些开关输入信号接通时,由于外界的干扰而出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成什么影响,但在PLC系统中,由于PLC扫描工作的速度快,扫描周期比实际继电器的动作时间短得多,所以抖动信号就可能被PLC检测到,从而造成错误的结果。因此,必须对某些“抖动”信号进行处理,以保证系统正常工作。

  大量的工程实践表明,PLC外部输入、输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率,而这些设备出现故障后,PLC一般不能觉察出来,可能使故障扩大,直至强电保护装置动作后才停机,有时甚至会造成设备和人身事故。停机后,查找故障也要花费很多时间。为了及时发现故障,在没有酿成事故之前使PLC自动停机和报警,也为了方便查找故障,提高维修效率,可用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。

  (1)超时检测机械设备在各工步的动作所需的时间一般是不变的,即使变化也不会太大,因此可以以这些时间为参考,在PLC发出输出信号,相应的外部执行机构开始动作时启动一个定时器定时,定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。例如设某执行机构(如电动机)在正常情况下运行50s后,它驱动的部件使限位开关动作,发出动作结束信号。若该执行机构的动作时间超过60s(即对应定时器的设定时间),PLC还没有接收到动作结束信号,定时器延时接通的常开触点发出故障信号,该信号停止正常的循环程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类,及时采取排除故障的措施。

  (2)逻辑错误检测在系统正常运行时,PLC的输入、输出信号和内部的信号(如辅助继电器的状态)相互之间存在着确定的关系,如出现异常的逻辑信号,则说明出现了故障。因此,可以编制一些常见故障的异常逻辑关系,一旦异常逻辑关系为ON状态,就应按故障处理。例如某机械运动过程中先后有两个限位开关动作,这两个信号不会同时为ON状态,若它们同时为ON,说明至少有一个限位开关被卡死,应停机进行处理。

  某些干扰是可以预知的,如PLC的输出命令使执行机构(如大功率电动机、电磁铁)动作,常常会伴随产生火花、电弧等干扰信号,它们产生的干扰信号可能使PLC接收错误的信息。在容易产生这些干扰的时间内,可用软件封锁PLC的某些输入信号,在干扰易发期过去后,再取消封锁。

  某些控制系统(如化工、造纸、冶金、核电站等)要求有极高的可靠性,如果控制系统出现故障,由此引起停产或设备损坏将造成极大的经济损失。因此,仅仅通过提高PLC控制系统的自身可靠性是满足不了要求。在这种要求极高可靠性的大型系统中,常采用冗余系统或热备用系统来有效地解决上述问题。

  所谓冗余系统是指系统中有多余的部分,没有它系统照样工作,但在系统出现故障时,这多余的部分能立即替代故障部分而使系统继续正常运行。冗余系统一般是在控制系统中zui重要的部分(如CPU模块)由两套相同的硬件组成,当某一套出现故障立即由另一套来控制。是否使用两套相同的I/O模块,取决于系统对可靠性的要求程度。

  两套CPU模块使用相同的程序并行工作,其中一套为主CPU模块,一块为备用CPU模块。在系统正常运行时,备用CPU模块的输出被禁止,由主CPU模块来控制系统的工作。同时,主CPU模块还不断通过冗余处理单元(RPU)同步地对备用CPU模块的I/O映像寄存器和其它寄存器进行刷新。当主CPU模块发出故障信息后,RPU在1~3个扫描周期内将控制功能切换到备用CPU。I/O系统的切换也是由RPU来完成。

  热备用系统的结构较冗余系统简单,虽然也有两个CPU模块在同时运行一个程序,但没有冗余处理单元RPU。系统两个CPU模块的切换,是由主CPU模块通过通信口与备用CPU模块进行通信来完成的。两套CPU通过通讯接口连在一起。当系统出现故障时,由主CPU通知备用CPU,并实现切换,其切换过程一般较慢。