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提高PLC控制系统的可靠性的六种操作方法

2019-09-15 23:56:53 合肥鸿昇自动化科技有限公司 阅读

提高plc控制系统可靠性的六项措施,让您了解适中的温度,适当的环境湿度,环境污染,合理的安装和接线,正确的接地线,安全保护,当您做PLC控制系统。一系列必要的软件措施可以改善三菱plc控制系统,以下小编为您分享六项措施,提高PLC控制系统的可靠性。

提高PLC控制系统的可靠性的六种操作方法


提高PLC控制系统的可靠性的六种操作方法


首先,一个合适的工作环境

1.适合的环境温度

每个制造商都对PLC的环境温度有一定的规定。通常,PLC允许的环境温度约为0~55°C。因此,在安装过程中,请勿在PLC下放置大量发热元件; PLC周围必须有足够的通风和散热空间;不要将PLC直接安装在阳光下或靠近加热设备,如加热,加热器和大功率电源。安装PLC的地方有通风窗帘。如果控制柜温度过高,应在机柜内安装风扇,以强制通风。

2.适合环境湿度

PLC工作环境的相对湿度一般小于85℃,以确保PLC的绝缘性能。湿度过高也会影响模拟输入/输出设备的精度。因此,PLC不能安装在引起冷凝或雨水的地方。

3.注意环境污染

不建议将PLC安装在有大量污染物(如灰尘,油烟,铁粉等),蜡烛燃烧气体和易燃气体的地方,特别是在有腐蚀性气体的地方,这可能会导致腐蚀元件和印刷电路板。如果只能安装在这样的地方,可以在温度允许的条件下关闭PLC;或者PLC可以安装在气密性高的控制室内,并安装空气净化装置。

4.远离振动和冲击源

安装PLC的控制柜应远离振动和冲击强烈的地方,特别是连续频繁的振动。如有必要,采取适当措施减轻振动和冲击的影响,以免造成布线或插件松动。

5.远离强干扰源

PLC应远离强干扰源,如大功率晶闸管器件,高频设备和大型电源设备。同时,PLC还应远离强电磁场和强放射源,以及易受强静电影响的场所。

二,合理安装和接线

1.注意电源安装

电源是干扰进入PLC的主要方式。 PLC系统有两种类型的电源:外部电源和内部电源。

外部电源用于驱动PLC输出设备(负载)并提供输入信号,也称为用户电源。同一PLC的外部电源可能有多种规格。外部电源的容量和性能由输出设备和PLC的输入电路决定。由于PLC的I / O电路具有滤波和隔离功能,因此外部电源对PLC性能影响很小。因此,对外部电源的要求不高。

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,为了确保PLC的正常运行,对内部电源的要求很高。通用PLC的内部电源使用开关稳压器电源或稳压电源,初级侧带有低通滤波器。

在强干扰或高可靠性要求的情况下,屏蔽系统应用于为PLC系统供电。也可以在隔离变压器的次级侧串联LC滤波器电路。同时,在安装过程中还应注意以下问题:

2)系统的电源线应足够厚,以减少大容量设备启动引起的线路压降;

3)当PLC输入电路使用外部直流电源时,Zui使用稳压电源确保输入信号正确。否则PLC可能会收到错误信号。

提高PLC控制系统可靠性的六项措施

2.远离高压

PLC不能安装在高压电器和高压电源线附近,也不能与高压电器安装在同一控制柜内。机柜中的PLC应远离高压电源线,两者之间的距离应大于200mm。

3.合理的接线

1)I / O线,电源线和其他控制线应分开布线。尽量不要将它们放在同一个线路插槽中。

2)AC线和DC线,输入线和输出线分离良好。

3)开关量和模拟I / O线zui分开分开。对于传输模拟信号的I / O线,使用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层应在一端接地。

4)PLC基本单元和扩展单元之间传输的信号小,频率高,容易受到干扰。它不能与其他电缆一起埋在同一线槽中。

5)PLC I / O电路接线时,必须使用压接端子或单股,不宜使用多股直接连接PLC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控制的电感元件,但它也应与RC或二极管灭弧电路并联。

三,正确接地

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通常单独接地,并且它们各自的接地装置与其他装置分开使用。也可以使用公共接地,但是禁止使用如图6-37c所示的串联接地方法,因为这种接地方法会产生PLC和设备之间的电位差。

PLC的接地线应尽可能短,以使接地点尽可能靠近PLC。同时,接地电阻应小于100Ω,接地线的横截面应大于2mm2。

此外,PLC的CPU单元必须接地。如果使用I / O扩展单元等,则CPU单元应具有公共接地体,并且任何单元的保护接地对地的电阻不应超过100Ω。

第四,必要的安全保护环节

短路保护

当PLC输出设备短路时,为了避免损坏PLC的内部输出组件,应在PLC的外部输出回路中安装保险丝以进行短路保护。 Zui很适合在每个负载的循环中安装保险丝。

2.联锁和联锁措施

除了确保程序中电路的互锁关系外,还应在PLC的外部接线中采取硬件联锁措施,以确保系统安全可靠运行,如电机正反转控制,以及接触器KM1和KM2应该正常关闭。点在PLC外部互锁。当不同电机或设备之间存在互锁要求时,Zui还在PLC外部执行硬件互锁。使用PLC外部的硬件执行互锁和互锁,这是PLC控制系统中的常见做法。

3.失去压力保护和紧急停止措施

PLC外部负载的电源线应具有电压保护。在临时电源故障后恢复供电时,如果不按“启动”按钮,则无法启动PLC的外部负载。这种接线方法的另一个功能是,在特殊情况下需要紧急停止时,按下“停止”按钮可以切断负载电源,与PLC无关。

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

1.消除切换输入信号抖动

在实际应用中,当某些开关输入信号打开时,由于外部干扰导致开关导通时会出现“抖动”现象。这种现象通常不受继电器系统中继电器的电磁惯性的影响。然而,在PLC系统中,由于PLC的扫描速度快,扫描周期比实际的继电器操作时间短得多,因此抖动信号可能是由PLC检测到的,导致错误的结果。因此,必须处理某些“抖动”信号以确保系统正常运行。

输入信号抖动及其消除

a)抖动现象的影响b)消除抖动的方法

2.检测和诊断故障

PLC的可靠性非常高,具有完善的自诊断功能。如果PLC发生故障,自诊断程序可以很容易地找到故障原因,然后在消除后恢复正常工作。

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。在这些设备发生故障后,PLC通常无法检测到它,这可能导致故障扩大,直到强电保护设备运行。它只会停止,有时会导致设备和人身事故。关机后,需要花费大量时间才能找到故障。为了及时发现故障,PLC会在事故发生前自动停止并报警。为了便于故障查找和提高维护效率,PLC程序可用于实现故障的自诊断和自我处理。

现代PLC具有大量的软件资源。例如,FX2N系列PLC有数千个辅助继电器,数百个定时器和计数器。它们具有相当大的余量,可用于故障检测。

(1)延时检测机械设备在每个步骤中动作所需的时间通常是恒定的,即使变化不是太大,因此可以使用这些时间作为参考输出输出信号。当动作开始时,PLC和相应的外部执行器A计时器启动,并且计时器的设定值比正常情况下的动作持续时间大约20英寸。例如,如果致动器(例如电动机)在正常条件下运行50秒,则其驱动的部件使限位开关动作,并发出动作结束信号。如果执行器的工作时间超过60s(即对应定时器的设定时间),则PLC未接收到动作结束信号,定时器延时的常开触点接通,信号停止正常周期。该程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维护人员能够快速识别故障类型,及时采取措施消除故障。

(2)逻辑错误检测当系统正常运行时,PLC输入输出信号和内部信号(如辅助继电器的状态)有一定的关系。如果发生异常逻辑信号,则表示发生了故障。 。因此,您可以编写一些常见故障的异常逻辑关系。一旦异常逻辑关系为ON,您应该遵循该错误。例如,在机械运动期间,存在两个限位开关动作。这两个信号不会同时打开。如果它们同时打开,则表示至少有一个限位开关卡住,应停止处理。

3.消除预测干扰

一些干扰是可以预测的。例如,PLC的输出命令使致动器(例如高功率电动机和电磁铁)起作用,通常伴有诸如火花和电弧的干扰信号。它们产生的干扰信号可能导致PLC接收不正确的信息。 。在容易发生这些干扰的时候,可以通过软件阻止PLC的一些输入信号,并且在干扰易发期过去之后取消阻塞。

第六,使用冗余系统或热备系统

一些控制系统(例如化学,纸张,冶金,核电站等)需要极高的可靠性。如果控制系统出现故障,停产或设备损坏将造成巨大的经济损失。因此,仅通过提高PLC控制系统的可靠性就不可能满足要求。在需要极高可靠性的大型系统中,通常使用冗余系统或热备用系统来有效地解决上述问题。

冗余系统

所谓的冗余系统意味着系统中存在冗余部分,系统不能正常工作,但是如果系统出现故障,这个冗余部分可以立即更换故障部分并保持系统运行一般。冗余系统通常是由两组相同硬件组成的控制系统(例如CPU模块)的重要部分。当一组失败时,它立即由另一组控制。是否使用两个相同的I / O模块取决于系统的可靠性要求。

两组CPU模块使用相同的程序并行工作,其中一组是主CPU模块,另一组是备用CPU模块。系统正常运行时,备用CPU模块的输出被禁用,主CPU模块控制系统的运行。同时,主CPU模块通过冗余处理单元(RPU)连续刷新I / O映像寄存器和备用CPU模块的其他寄存器。主CPU模块发出故障信息后,RPU在一到三个扫描周期内将控制功能切换到备用CPU。 I / O系统的切换也由RPU完成。

a)冗余系统b)热备系统

2.热备系统

尽管有两个CPU模块同时运行一个程序,但热备用系统的结构比冗余系统简单,但没有冗余处理单元RPU。系统的两个CPU模块的切换由主CPU模块通过通信端口与备用CPU模块通信来执行。两组CPU通过通信接口连接在一起。当系统出现故障时,主CPU通知备用CPU并实现切换,切换过程通常很慢。



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