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PLC控制系统提高可靠性的六种方法

2019-09-15 23:54:05 合肥鸿昇自动化科技快乐赛车 阅读

提高plc控制系统可靠性的六项措施将使您了解到三菱plc控制系统的一系列改进措施,如适当的环境温度、适当的环境湿度、环境污染、合理的安装接线、正确的接地等制作plc控制系统时的导线、安全保护节、必要的软件措施等。小编为大家分享六条提高plc控制系统可靠性的措施。

PLC控制系统提高可靠性的六种方法


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一、适宜的工作环境

1。适宜的环境温度

各厂家对plc的环境温度有一定的规定。一般情况下,PLC允许的环境温度在0-55摄氏度左右,因此在安装时,不要将发热量高的部件放在PLC下面,PLC周围应有足够的通风散热空间,不要将PLC安装在阳光充足的地方直接辐照或靠近加热、加热器、大功率电源等加热装置;如果控制柜温度过高,安装带通风百叶窗的PLC ZUI控制柜。高、风机强制通风应安装在柜内。

2。适宜的环境湿度

plc工作环境空气的相对湿度一般小于85%,以保证plc的绝缘性能。湿度过大也会影响模拟输入/输出设备的精度。因此,plc不能安装在露水、雨天的地方。

3。关注环境污染

在污染物(如灰尘、烟尘、铁粉等)、腐朽蜡烛和易燃气体较多的地方,特别是在易引起元器件和印刷电路板腐蚀的腐蚀性气体较多的地方,不宜安装PLC。如果只能安装在这样的地方,在温度允许的情况下,可以关闭plc,也可以将plc安装在气密性较高的控制室内,安装空气净化装置。

4。远离振动和冲击源

装有可编程控制器的控制柜应远离振动和冲击强烈的地方,特别是连续、频繁振动的地方。如有必要,可采取适当措施,减少振动和冲击的影响,避免接线或插件松动。

5。远离强干扰源

plc应远离大功率晶闸管装置、高频设备和大功率设备等强干扰源。同时,plc还应远离强电磁场和强辐射源,以及易产生强静电的场所。

二。合理安装接线

1。注意电力安装

电源是干扰plc进入的主要方式。plc系统中有两种电源:外部电源和内部电源。

外部电源是用来驱动plc输出设备(负载)并提供输入信号的,也称为用户电源,同一plc外部电源可能有多种规格。外部电源的容量和性能由输出装置的输入电路和plc决定。由于plc的i/o电路具有滤波和隔离功能,外部电源对plc的性能影响不大。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。它的性能直接影响到plc的可靠性。因此,为了保证plc的正常工作,对内部电源提出了更高的要求。plc内部电源一般采用开关稳压电源或原边带带低通滤波器的稳压电源。

在干扰大或可靠性要求高的情况下,采用带屏蔽层的隔离变压器为plc系统供电。LC滤波电路也可以在隔离变压器的二次侧串联。同时,安装时应注意以下问题:

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电压降。

3)PLC输入回路采用外接直流电源时,ZUI应采用稳压电源,以保证输入信号正确。否则,plc可能接收到错误的信号。

提高plc控制系统可靠性的六项措施

2。远离高压

plc不能安装在高压和高压电源线附近,更不能与高压电器安装在同一控制柜内。在机柜内,PLC应远离高压电源线,且两者之间的距离应大于200mm。

三。合理布线

1)I/O线、电源线和其他控制线应分开,并尽可能不在同一个插槽中布线。

2)交流线与直流线、输入线与输出线ZUI分离良好。

3)开关量I/O线ZUI与模拟量I/O线ZUI分开,传输模拟量信号的I/O线ZUI采用屏蔽线,屏蔽线屏蔽层一端接地。

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,不能与其他线路同槽敷设。

5)PLC的I/O回路接线必须采用压接端子或单绞线。不宜用多股绞合线直接与plc端子连接,否则容易产生火花。

6)与PLC安装在同一控制柜内,虽然不是由PLC控制的感应元件,但RC或二极管消弧电路也应并联。

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,与其他设备一起使用自己的接地装置,或使用公共接地,但图6-37C所示的串联接地方法是禁止的,因为这种接地方法会产生可编程逻辑控制器和设备。

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

另外,plc的cpu单元必须接地。使用I/O扩展单元时,CPU单元应与CPU单元共用一个接地体,任何单元的保护接地端对地电阻不应大于100。

四、必要的安全防护环节

1。短路保护

当plc的输出设备短路时,为避免plc内部输出元件的损坏,在plc的外部输出电路中应装设熔断器进行短路保护。zui很幸运,保险丝安装在每个负载的电路中。

2。联锁及联锁措施

除了保证程序中电路的联锁关系外,在plc的外部接线中还应采取硬件联锁措施,保证系统的安全可靠运行,如电动机的正向和反向控制,以及正常的闭合接点。接触器的KM1和KM2应用于PLC外部的联锁。当不同电机或电器之间有联锁要求时,左皓也在可编程逻辑控制器外进行硬件联锁。利用plc外部硬件进行联锁是plc控制系统中的一种常见做法。

三。失压保护及紧急停车措施

plc外部负载的供电线路应有失压保护措施。当临时停电后恢复供电时,不按“启动”按钮,可编程逻辑控制器的外部负载不能自行启动。这种连接方式的另一个功能是,在特殊情况下需要紧急停机时,按下“停止”按钮可切断负载电源,与PLC无关。

有时硬件措施不一定能完全消除干扰的影响,而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。消除开关量输入信号抖动

在实际应用中,当某些开关的输入信号接通时,由于外界干扰,会出现开关时间的“抖动”现象。这种现象不会因为继电器的电磁惯性而对继电器系统产生影响,但在plc系统中,由于plc的扫描速度快,扫描周期比实际的继电器运行时间短得多,因此可以通过plc检测到抖动信号,从而引起系统的故障。g错误的结果。因此,为了保证系统的正常运行,必须对一些“抖动”信号进行处理。

输入信号抖动的影响及其消除

a)抖动现象的影响b)消除抖动的方法

2。故障检测与诊断

plc可靠性高,具有完善的自诊断功能。如果plc发生故障,通过自诊断程序可以很容易地找出故障原因,排除故障后恢复正常工作。

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,当这些设备发生故障后,plc无法对其进行检测,这可能会使故障扩大,直至出现大功率保护装置。行为,有时甚至导致设备和人身事故。停机后发现故障要花很多时间。为了及时发现故障,使plc在事故发生前自动停机并报警。为了方便地查找故障,提高维修效率,可利用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具有上千个辅助继电器、上百个点定时器和计数器,具有相当的裕度。这些资源可用于故障检测。

(1)机械设备每一步的超时检测所需时间一般是恒定的,即使变化不大,也可以作为参考,当PLC发出输出信号时,相应的外部执行器开始工作时,定时器定时,时间r整定值高于正常情况。持续了大约20%的时间。例如,如果执行器(如电机)在正常条件下运行50秒,其驱动部件使限位开关动作并发出动作结束信号。如果执行器的动作时间超过60秒(即相应定时器的设定时间),则可编程逻辑控制器尚未收到动作结束信号。由定时器延时连接的常开触点发出故障信号。该信号停止正常循环程序,启动报警和故障显示程序,使操作人员和维修人员能迅速辨别。对故障类型,及时采取措施排除故障。

(2)在系统正常运行时,PLC的输入、输出信号与内部信号(如辅助继电器的状态)有一定的关系。如果逻辑信号异常,则表示有故障。因此,可以编制一些常见故障的异常逻辑关系。异常逻辑关系一旦处于开启状态,就应视为故障。例如,在机械运动过程中,连续有两个限位开关。这两个信号不会同时打开。如果同时打开,则表示至少有一个限位开关卡住,应停止进行处理。

三。预测干扰的消除

一些扰动是可以预测的。例如,plc的输出指令使执行机构(如大功率电机、电磁铁)动作,经常伴随着火花、电弧等干扰信号,可能导致plc接收到错误的信息。在这些干扰容易发生的时间段内,可编程逻辑控制器的一些输入信号被软件阻断,然后在干扰容易发生的时间段后解除封锁。

6。使用冗余或热备用系统

一些控制系统(如化工、造纸、冶金、核电站等)要求非常高的可靠性。如果控制系统发生故障,停机或设备损坏将造成巨大的经济损失。因此,只有提高plc控制系统本身的可靠性,才能满足要求。在要求高可靠性的大型系统中,通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,是指系统中存在冗余部件,系统在没有冗余部件的情况下工作,但当系统发生故障时,冗余部件可以立即替换故障部件,使系统继续正常运行。冗余系统通常由两套相同的硬件组成,它们是控制系统中zui的重要组成部分(如cpu模块)。当一组系统发生故障时,它立即被另一组系统控制。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模块与同一程序并行工作。一个是主CPU模块,另一个是备用CPU模块。系统正常运行时,禁止备用CPU模块输出,主CPU模块控制系统工作。同时,主cpu模块通过冗余处理单元(rpu)同步刷新备用cpu模块的i/o图像寄存器和其它寄存器。当主CPU模块发出故障信息时,RPU在1到3个扫描周期内将控制功能切换到备用CPU。i/o系统的切换也由rpu完成。

a)冗余系统b)热备用系统

2。热备用系统

热备系统的结构比冗余系统简单。虽然有两个cpu模块同时运行一个程序,但没有冗余的处理单元rpu。系统中两个cpu模块的切换是通过主cpu模块和备用cpu模块之间的通信端口来完成的。两套CPU通过通信接口连接。当系统发生故障时,主CPU通知备用CPU并实现切换。切换过程通常很慢。



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