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有哪几种方法可以提高plc控制系统的可靠性呢?

2019-09-16 00:00:35 合肥鸿昇自动化科技有限公司 阅读

有哪几种方法可以提高plc控制系统的可靠性呢?导读:提高PLC控制系统的可靠性六项措施,使您能够做好PLC控制系统,学会了解合适的环境温度、环境湿度、环境污染、合理的安装和布线、正确的地线、安全保护、必要的软件措施来改进三菱PLC控制系统,以下部分为大家分享六种提高PLC控制系统可靠性的措施。

有哪几种方法可以提高plc控制系统的可靠性呢?


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一.适当的工作环境

1.环境温度适宜

所有生产厂家对PLC的环境温度都有一定的规定。PLC允许的环境温度通常在0~55°C左右,因此在安装时,不要将发热元件置于PLC下;PLC应被足够的通风和散热空间包围;不要将PLC安装在阳光直接照射或非常接近加热、加热器、大功率电源和其他加热设备的地方;如果控制柜温度过高,则应安装PLC控制柜Zui,如果控制柜温度过高,应在机柜内安装风扇强制通风。

二.环境湿度适宜

为保证PLC的绝缘性能,PLC工作环境中空气相对湿度一般小于85%。过多的湿度也会影响模拟输入/输出设备的精度。因此,PLC不能安装在露水、雨水的地方。

3.注意环境污染

在有大量污染物(如灰尘、烟雾、铁粉等)、蜡烛气体和易燃气体的地方安装PLC是不合适的,特别是在有腐蚀性气体的地方,这些气体很容易引起元件和印刷电路板的腐蚀。如果只能安装在这样的地方,可以在温度允许的情况下关闭PLC,也可以在更封闭的控制室安装PLC,还可以安装空气净化装置。

4.远离振动和冲击源

装有PLC的控制柜应远离振动大、冲击大的地方,尤其是连续频繁的振动。如有必要,可采取相应措施,以减少振动和冲击的影响,以避免松开电线或插入式。

5。远离强烈干扰的根源

PLC应远离强干扰源,如大功率晶闸管装置、高频设备和大功率设备;PLC也应远离强磁场、强放射源以及容易产生强静电的地方。

二.合理安装和布线

1.注意电源的安装

电源是干扰PLC的主要方式。PLC系统有两种供电方式:外部电源和内部电源。

外部电源是用来驱动PLC输出装置(LOAD)并提供输入信号的,也称为用户电源,同一PLC的外部电源可以有多种规格。外部电源的容量和性能由PLC的输出装置和输入电路决定。由于PLC的I≤O电路具有滤波和隔离功能,外部电源对其性能影响不大。因此,对外部电源的要求并不高。

内部电源是PLC的工作电源,即PLC内部电路的工作电源。其性能直接影响PLC的可靠性。因此,为了保证PLC的正常运行,对内部电源提出了更高的要求。PLC的内部电源一般采用开关稳压电源或原稳压低通滤波器稳压电源。

在抗干扰能力强或可靠性要求高的情况下,采用屏蔽层隔离变压器为PLC系统供电。LC滤波电路也可以串连在隔离变压器的次级侧。同时,在安装时应注意以下问题:

主要结果如下:1)采用双绞线连接隔离变压器与PLC和I/O电源之间的SUI,控制串行模式干扰。

2)系统的电力线应足够厚,以降低大容量设备启动时引起的线路电压降;

(3)在PLC输入电路中使用外部直流电源时,SUI可以使用稳压电源来保证输入信号的正确性。否则,PLC可能会接收错误的信号。

提高PLC控制系统可靠性的六项措施

二。远离高压

PLC不能安装在高压电器和高压电缆附近,更不能安装在与高压电器相同的控制柜中。PLC应远离机柜中的高压电源线,两者之间的距离应大于200 mm。

3.合理布线

(1)I/O线、电力线和其他控制线应相互分开,不应尽可能地连接在同一插槽内。

2)交流线路与直流线、输入线与输出线可相互分离。

3)开关和模拟I/O线SUI可以相互分离。对于发送模拟信号的I/O线SUI,可以使用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层应在一端接地。

(4)PLC基本单元与扩展单元之间的电缆传输信号小,频率高,易受干扰,不能与其它连接埋在同一线路槽内。

5)PLC的I/O电路接线必须采用压接端子或单线,不宜用多股线直接连接PLC的接线端子,否则容易产生火花。

6)安装在与PLC相同的控制柜中,虽然它不是由PLC控制的感性元件,但也应与RC或二极管消弧线电路并联。

三.正确的接地

良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。为了抑制干扰,PLC通常单独使用自己的接地装置和其他设备,也可以使用公共接地,但禁止使用图6-37c所示的串联接地方法,因为这种接地方式将导致PLC与设备之间的电位差。

PLC的接地线路应尽可能短,位置应尽可能接近PLC。同时,接地电阻应小于100Ω,地线截面积应大于2mm2。

另外,PLC的CPU单元必须接地。如果使用I≤O扩展单元,则CPU单元应该有一个与其共用的接地体,任何单元的保护接地端到地面的电阻不应大于100Ω。

四。必要的安全和保护联系

1.短路保护

当PLC输出设备发生短路时,为了避免PLC内部输出元件的损坏,应在PLC的外部输出电路中安装熔断器,以保护短路。Zui可以在每个负载回路中安装熔断器。

二.联锁和联锁措施

除了保证程序中电路的联锁关系外,还应在PLC的外部接线中采取硬件联锁措施,以保证系统的安全可靠运行,如电动机的正、反控制,接触器KM1和Km2通常采用闭合触点进行PLC外联锁。当不同的电机或电器之间有联锁时,Zui也在PLC之外进行硬件联锁。利用PLC的外部硬件实现联锁和联锁是PLC控制系统中的一种普遍做法。

3。电压损失保护和紧急停车措施

PLC外部负载的供电线路应采取电压损耗保护措施,当电源暂时断电时,PLC的外部负荷不按“启动”按钮就不能启动。这种接线方法的另一个功能是,在特殊情况下需要紧急关机时,按下停止按钮可以切断负载电源,这与PLC无关。

五.必要的软件措施

有时硬件措施不一定能完全消除干扰的影响,采用一定的软件措施配合,对提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性起到很好的作用。

1.消除开关输入信号抖动。

在实际应用中,当某些开关输入信号被打开时,由于外界的干扰,当输入信号被打开或关闭时,会出现“抖动”现象。这种现象一般不受继电器电磁惯性的影响,但在PLC系统中,由于PLC扫描速度快,扫描周期远短于实际继电器的动作时间,PLC可能会检测到抖动信号,造成错误的结果。因此,必须对一些“抖动”信号进行处理,以确保系统的正常运行。

输入信号抖动的影响及其消除

a)抖动的影响b)消除抖动的方法

二.故障检测与诊断

PLC具有高可靠性和完善的自诊断功能。如果PLC出现故障,通过自诊断程序可以很容易地找到故障的原因,故障排除后可以恢复正常的工作。

大量工程实践表明,PLC外部输入输出设备的故障率远高于PLC本身。这些设备发生故障后,PLC无法对其进行检测,这可能会使故障扩展到强电保护装置的作用下,有时甚至会引起设备和人员事故。关机后,也要花很多时间才能找到故障。为了及时发现故障,PLC可以在事故发生前自动停止和报警,为了方便地查找故障,提高维护效率,可以使用PLC程序实现故障的自诊断和自处理。

现代PLC拥有大量的软件资源,如FX2N系列PLC有数千个辅助继电器,数百个定时器和计数器,有相当大的裕度,这些资源可用于故障检测。

主要结果如下:(1)机械设备每一步超时检测所需时间基本不变,即使变化不大,也可作为参考,在PLC中发送输出信号,并在相应的外部执行器启动动作时启动定时器定时。定时器的设定值比正常的动作持续时间长约20%。例如,在设置驱动器(如电机)在正常情况下运行50秒后,它驱动的部件使限位开关移动并发出动作结束信号。如果执行器的动作时间超过60s(即相应定时器的设定时间),PLC尚未收到动作结束信号,定时器延时打开正常开触点发出故障信号,信号停止正常循环程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维护人员快速识别故障类型,及时采取故障排除措施。

(2)当系统正常运行时,PLC的输入输出信号与内部信号(如辅助继电器状态)之间存在一定的关系。如果有异常的逻辑信号,就有故障。因此,我们可以编译一些常见故障的异常逻辑关系,一旦异常逻辑关系处于状态,就应该根据故障进行处理。例如,在机械运动过程中有两个极限开关动作,这两个信号将不会同时处于ON状态,如果它们意味着至少有一个极限开关被卡住,同时它应该停止处理。

提高PLC控制系统可靠性的六项措施

3.消除预测干扰

有些干扰是可以预见的,如PLC输出指令使执行器(如大功率电机、电磁铁)动作,往往伴随着火花、电弧等干扰信号,它们产生的干扰信号可能会使PLC接收错误的信息。在这些干扰容易发生的时候,PLC的一些输入信号被可用的软件阻塞,在干扰易发期过后,阻塞解除。

六.冗余或热备用系统的使用

一些控制系统(如化学工业、造纸、冶金、核电厂等)要求非常高的可靠性。如果控制系统出现故障,会导致停机或设备损坏,造成巨大的经济损失。因此,只有通过提高PLC控制系统的可靠性才能满足要求。在这种可靠性要求很高的大型系统中,常采用冗余系统或热备系统来有效地解决上述问题。

1.冗余系统

所谓冗余系统是指系统中的冗余部分,没有冗余部分系统仍能正常工作,但一旦发生系统故障,冗余部分可以立即取代故障部分,使系统继续正常运行。冗余系统通常是SUI的重要组成部分,在控制系统中(如CPU模块)是由两组相同的硬件组成的,当一组故障立即由另一组故障控制时。是否使用两组相同的I/O模块取决于系统的可靠性要求。

两组CPU模块与同一个程序并行工作,一个是主CPU模块,另一个是备用CPU模块。当系统正常运行时,禁止待机CPU模块的输出,主CPU模块控制系统的工作。同时,主CPU模块通过冗余处理单元不断刷新待机CPU模块的I≤O图像寄存器和其他寄存器。当主CPU模块发送故障信息时,RPU在1≤3扫描周期内将控制功能切换到待机CPU。I/O系统的切换也是由RPU完成的。

(A)冗余系统b)热备用系统

二.热备系统

热备系统的结构比冗余系统的结构简单。虽然有两个CPU模块同时运行一个程序,但没有冗余处理单元RPU。系统的两个CPU模块的切换是通过主CPU模块和备用CPU模块之间通过通信端口的通信来完成的。这两组CPU通过通信接口连接。当系统发生故障时,主CPU和交换机通知待机CPU,切换过程通常较慢。



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