PLC控制系統(tǒng)提高可靠性的六種操作方法

　　PLC控制系統(tǒng)提高可靠性的六種操作方法

　　一個PLC控制系統(tǒng)的可靠性是相當重要的。由于一個生產(chǎn)環(huán)境的不確定性因素太多了，比如說一個生產(chǎn)的潮濕，再夾雜著一些酸性氣體，就很容易腐蝕柜體或者內(nèi)部的元器件。還有一些車間高溫環(huán)境，散熱不到位。也會使一些精密的儀器溫度過高，有可能燒壞。不光是硬件方面的，還有一些強磁干擾，冗余系統(tǒng)，等等原因，都會讓一套PLC控制系統(tǒng)大大折扣。所以如何提高整套PLC控制系統(tǒng)的可靠性變得尤為重要，接下來我們來一起了解一下吧!

　　提高plc控制系統(tǒng)可靠性的六項措施，讓您了解適中的溫度，適當?shù)沫h(huán)境濕度，環(huán)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(tǒng)。一系列必要的軟件措施可以改善plc控制系統(tǒng)，以下小編為您分享六項措施，提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性。

　　提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性的六種操作方法

　　首先，一個合適的工作環(huán)境

　　1.PLC控制柜應(yīng)在適合的環(huán)境溫度

　　每個制造商都對PLC的環(huán)境溫度有一定的規(guī)定。通常，PLC允許的環(huán)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(fā)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(shè)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(yīng)在機柜內(nèi)安裝風扇，以強制通風。

　　2.適合環(huán)境濕度

　　PLC工作環(huán)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(shè)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(huán)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(guān)閉PLC;或者PLC可以安裝在氣密性高的控制室內(nèi)，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(yīng)遠離振動和沖擊強烈的地方，特別是連續(xù)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(yīng)遠離強干擾源，如大功率晶閘管器件，高頻設(shè)備和大型電源設(shè)備。同時，PLC還應(yīng)遠離強電磁場和強放射源，以及易受強靜電影響的場所。

　　二，PLC控制柜合理安裝和接線

　　1.注意電源安裝

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

　　外部電源用于驅(qū)動PLC輸出設(shè)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(guī)格。外部電源的容量和性能由輸出設(shè)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(nèi)部電源是PLC的工作電源，即PLC內(nèi)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(nèi)部電源的要求很高。通用PLC的內(nèi)部電源使用開關(guān)穩(wěn)壓器電源或穩(wěn)壓電源，初級側(cè)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(tǒng)應(yīng)用于為PLC系統(tǒng)供電。也可以在隔離變壓器的次級側(cè)串聯(lián)LC濾波器電路。同時，在安裝過程中還應(yīng)注意以下問題：

　　2）系統(tǒng)的電源線應(yīng)足夠厚，以減少大容量設(shè)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(wěn)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(tǒng)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(nèi)。機柜中的PLC應(yīng)遠離高壓電源線，兩者之間的距離應(yīng)大于200mm。

　　3.合理的接線

　　1）I / O線，電源線和其他控制線應(yīng)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(guān)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(yīng)在一端接地。

　　4）PLC基本單元和擴展單元之間傳輸?shù)男盘栃?，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(chǎn)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(yīng)與RC或二極管滅弧電路并聯(lián)。

　　三，PLC控制柜正確的接地

　　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(lián)接地方法，因為這種接地方法會產(chǎn)生PLC和設(shè)備之間的電位差。

　　PLC的接地線應(yīng)盡可能短，以使接地點盡可能靠近PLC。同時，接地電阻應(yīng)小于100Ω，接地線的橫截面應(yīng)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(yīng)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(yīng)超過100Ω。

　　第四，PLC控制系統(tǒng)必要的安全保護環(huán)節(jié)

　　1，短路保護

　　當PLC輸出設(shè)備短路時，為了避免損壞PLC的內(nèi)部輸出組件，應(yīng)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(huán)中安裝保險絲。

　　2.聯(lián)鎖和聯(lián)鎖措施

　　除了確保程序中電路的互鎖關(guān)系外，還應(yīng)在PLC的外部接線中采取硬件聯(lián)鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠運行，如電機正反轉(zhuǎn)控制，以及接觸器KM1和KM2應(yīng)該正常關(guān)閉。點在PLC外部互鎖。當不同電機或設(shè)備之間存在互鎖要求時，Zui還在PLC外部執(zhí)行硬件互鎖。使用PLC外部的硬件執(zhí)行互鎖和互鎖，這是PLC控制系統(tǒng)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(yīng)具有電壓保護。在臨時電源故障后恢復(fù)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(guān)。

　　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(tǒng)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(yīng)用中，當某些開關(guān)輸入信號打開時，由于外部干擾導致開關(guān)導通時會出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象通常不受繼電器系統(tǒng)中繼電器的電磁慣性的影響。然而，在PLC系統(tǒng)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(jié)果。因此，必須處理某些“抖動”信號以確保系統(tǒng)正常運行。

　　輸入信號抖動及其消除

　　a）抖動現(xiàn)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(fā)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(fù)正常工作。

　　大量的工程實踐表明，PLC外部輸入輸出設(shè)備的故障率遠遠高于PLC本身的故障率。在這些設(shè)備發(fā)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(shè)備運行。它只會停止，有時會導致設(shè)備和人身事故。關(guān)機后，需要花費大量時間才能找到故障。為了及時發(fā)現(xiàn)故障，PLC會在事故發(fā)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(xiàn)故障的自診斷和自我處理。

　　第五，現(xiàn)代PLC具有大量的軟件資源。例如，F(xiàn)X2N系列PLC有數(shù)千個輔助繼電器，數(shù)百個定時器和計數(shù)器。它們具有相當大的余量，可用于故障檢測。

　?。?）延時檢測機械設(shè)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(yīng)的外部執(zhí)行器A計時器啟動，并且計時器的設(shè)定值比正常情況下的動作持續(xù)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(qū)動的部件使限位開關(guān)動作，并發(fā)出動作結(jié)束信號。如果執(zhí)行器的工作時間超過60s（即對應(yīng)定時器的設(shè)定時間），則PLC未接收到動作結(jié)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(tǒng)正常運行時，PLC輸入輸出信號和內(nèi)部信號（如輔助繼電器的狀態(tài)）有一定的關(guān)系。如果發(fā)生異常邏輯信號，則表示發(fā)生了故障。 。因此，您可以編寫一些常見故障的異常邏輯關(guān)系。一旦異常邏輯關(guān)系為ON，您應(yīng)該遵循該錯誤。例如，在機械運動期間，存在兩個限位開關(guān)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(guān)卡住，應(yīng)停止處理。

　　3.消除預(yù)測干擾

　　一些干擾是可以預(yù)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(chǎn)生的干擾信號可能導致PLC接收不正確的信息。 。在容易發(fā)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(fā)期過去之后取消阻塞。

　　第六，使用冗余系統(tǒng)或熱備系統(tǒng)

　　一些控制系統(tǒng)（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(tǒng)出現(xiàn)故障，停產(chǎn)或設(shè)備損壞將造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，僅通過提高PLC控制系統(tǒng)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(tǒng)中，通常使用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)來有效地解決上述問題。

　　第七，冗余系統(tǒng)

　　所謂的冗余系統(tǒng)意味著系統(tǒng)中存在冗余部分，系統(tǒng)不能正常工作，但是如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這個冗余部分可以立即更換故障部分并保持系統(tǒng)運行一般。冗余系統(tǒng)通常是由兩組相同硬件組成的控制系統(tǒng)（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(tǒng)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(tǒng)正常運行時，備用CPU模塊的輸出被禁用，主CPU模塊控制系統(tǒng)的運行。同時，主CPU模塊通過冗余處理單元（RPU）連續(xù)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(fā)出故障信息后，RPU在一到三個掃描周期內(nèi)將控制功能切換到備用CPU。 I / O系統(tǒng)的切換也由RPU完成。

　　a）冗余系統(tǒng)b）熱備系統(tǒng)

　　2.熱備系統(tǒng)

　　盡管有兩個CPU模塊同時運行一個程序，但熱備用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比冗余系統(tǒng)簡單，但沒有冗余處理單元RPU。系統(tǒng)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(zhí)行。兩組CPU通過通信接口連接在一起。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，主CPU通知備用CPU并實現(xiàn)切換，切換過程通常很慢。