PLC控制系統(tǒng)的可靠性如何提高

　　提高plc控制系統(tǒng)可靠性的六項(xiàng)措施，讓您了解PLC控制柜所在環(huán)境適中的溫度，適當(dāng)?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(hù)，當(dāng)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【優(yōu)控機(jī)電】的小編為您分享六項(xiàng)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(gè)合適的工作環(huán)境

　　1.適合的環(huán)境溫度

　　每個(gè)制造商都對(duì)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(guò)程中，請(qǐng)勿在PLC下放置大量發(fā)熱元件; PLC周圍必須有足夠的通風(fēng)和散熱空間;不要將PLC直接安裝在陽(yáng)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(fēng)窗簾。如果控制柜溫度過(guò)高，應(yīng)在機(jī)柜內(nèi)安裝風(fēng)扇，以強(qiáng)制通風(fēng)。

　　2.適合環(huán)境濕度

　　PLC工作環(huán)境的相對(duì)濕度一般小于85，以確保PLC的絕緣性能。濕度過(guò)高也會(huì)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?xì)怏w的地方，特別是在有腐蝕性氣體的地方，這可能會(huì)導(dǎo)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(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源

　　安裝PLC的控制柜應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊強(qiáng)烈的地方，特別是連續(xù)頻繁的振動(dòng)。如有必要，采取適當(dāng)措施減輕振動(dòng)和沖擊的影響，以免造成布線或插件松動(dòng)。

　　5.遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源

　　PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)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(shí)，PLC還應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)和強(qiáng)放射源，以及易受強(qiáng)靜電影響的場(chǎng)所。

　　二，合理安裝和接線

　　1.注意電源安裝

　　電源是干擾進(jìn)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(dòng)PLC輸出設(shè)備（負(fù)載）并提供輸入信號(hào)，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(duì)PLC性能影響很小。因此，對(duì)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(yùn)行，對(duì)內(nèi)部電源的要求很高。通用PLC的內(nèi)部電源使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器電源或穩(wěn)壓電源，初級(jí)側(cè)帶有低通濾波器。

　　在強(qiáng)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(jí)側(cè)串聯(lián)LC濾波器電路。同時(shí)，在安裝過(guò)程中還應(yīng)注意以下問(wèn)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(dòng)引起的線路壓降;

　　3）當(dāng)PLC輸入電路使用外部直流電源時(shí)，Zui使用穩(wěn)壓電源確保輸入信號(hào)正確。否則PLC可能會(huì)收到錯(cuò)誤信號(hào)。

　　提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的六項(xiàng)措施

　　2.遠(yuǎn)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(jī)柜中的PLC應(yīng)遠(yuǎn)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(kāi)布線。盡量不要將它們放在同一個(gè)線路插槽中。

　　2）AC線和DC線，輸入線和輸出線分離良好。

　　3）開(kāi)關(guān)量和模擬I / O線zui分開(kāi)分開(kāi)。對(duì)于傳輸模擬信號(hào)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(kuò)展單元之間傳輸?shù)男盘?hào)小，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(shí)，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，正確接地

　　良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制干擾，PLC通常單獨(dú)接地，并且它們各自的接地裝置與其他裝置分開(kāi)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?yàn)檫@種接地方法會(huì)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(diǎn)盡可能靠近PLC。同時(shí)，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(kuò)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(hù)接地對(duì)地的電阻不應(yīng)超過(guò)100Ω。

　　第四，必要的安全保護(hù)環(huán)節(jié)

　　短路保護(hù)

　　當(dāng)PLC輸出設(shè)備短路時(shí)，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(xiǎn)絲以進(jìn)行短路保護(hù)。 Zui很適合在每個(gè)負(fù)載的循環(huán)中安裝保險(xiǎn)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(yùn)行，如電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制，以及接觸器KM1和KM2應(yīng)該正常關(guān)閉。點(diǎn)在PLC外部互鎖。當(dāng)不同電機(jī)或設(shè)備之間存在互鎖要求時(shí)，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(jiàn)做法。

　　3.失去壓力保護(hù)和緊急停止措施

　　PLC外部負(fù)載的電源線應(yīng)具有電壓保護(hù)。在臨時(shí)電源故障后恢復(fù)供電時(shí)，如果不按“啟動(dòng)”按鈕，則無(wú)法啟動(dòng)PLC的外部負(fù)載。這種接線方法的另一個(gè)功能是，在特殊情況下需要緊急停止時(shí)，按下“停止”按鈕可以切斷負(fù)載電源，與PLC無(wú)關(guān)。

　　有時(shí)，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(duì)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(hào)抖動(dòng)

　　在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)某些開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)打開(kāi)時(shí)，由于外部干擾導(dǎo)致開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)會(huì)出現(xiàn)“抖動(dòng)”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(shí)際的繼電器操作時(shí)間短得多，因此抖動(dòng)信號(hào)可能是由PLC檢測(cè)到的，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，必須處理某些“抖動(dòng)”信號(hào)以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

　　輸入信號(hào)抖動(dòng)及其消除

　　a）抖動(dòng)現(xiàn)象的影響b）消除抖動(dòng)的方法

　　2.檢測(cè)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(shí)踐表明，PLC外部輸入輸出設(shè)備的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(wú)法檢測(cè)到它，這可能導(dǎo)致故障擴(kuò)大，直到強(qiáng)電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行。它只會(huì)停止，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備和人身事故。關(guān)機(jī)后，需要花費(fèi)大量時(shí)間才能找到故障。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，PLC會(huì)在事故發(fā)生前自動(dòng)停止并報(bào)警。為了便于故障查找和提高維護(hù)效率，PLC程序可用于實(shí)現(xiàn)故障的自診斷和自我處理。

　　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(gè)輔助繼電器，數(shù)百個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。它們具有相當(dāng)大的余量，可用于故障檢測(cè)。

　?。?）延時(shí)檢測(cè)機(jī)械設(shè)備在每個(gè)步驟中動(dòng)作所需的時(shí)間通常是恒定的，即使變化不是太大，因此可以使用這些時(shí)間作為參考輸出輸出信號(hào)。當(dāng)動(dòng)作開(kāi)始時(shí)，PLC和相應(yīng)的外部執(zhí)行器A計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，并且計(jì)時(shí)器的設(shè)定值比正常情況下的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間大約20英寸。例如，如果致動(dòng)器（例如電動(dòng)機(jī)）在正常條件下運(yùn)行50秒，則其驅(qū)動(dòng)的部件使限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，并發(fā)出動(dòng)作結(jié)束信號(hào)。如果執(zhí)行器的工作時(shí)間超過(guò)60s（即對(duì)應(yīng)定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間），則PLC未接收到動(dòng)作結(jié)束信號(hào)，定時(shí)器延時(shí)的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，信號(hào)停止正常周期。該程序，啟動(dòng)報(bào)警和故障顯示程序，使操作人員和維護(hù)人員能夠快速識(shí)別故障類型，及時(shí)采取措施消除故障。

　?。?）邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，PLC輸入輸出信號(hào)和內(nèi)部信號(hào)（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(hào)，則表示發(fā)生了故障。 。因此，您可以編寫一些常見(jiàn)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(cuò)誤。例如，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)期間，存在兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作。這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)同時(shí)打開(kāi)。如果它們同時(shí)打開(kāi)，則表示至少有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)卡住，應(yīng)停止處理。

　　3.消除預(yù)測(cè)干擾

　　一些干擾是可以預(yù)測(cè)的。例如，PLC的輸出命令使致動(dòng)器（例如高功率電動(dòng)機(jī)和電磁鐵）起作用，通常伴有諸如火花和電弧的干擾信號(hào)。它們產(chǎn)生的干擾信號(hào)可能導(dǎo)致PLC接收不正確的信息。 。在容易發(fā)生這些干擾的時(shí)候，可以通過(guò)軟件阻止PLC的一些輸入信號(hào)，并且在干擾易發(fā)期過(guò)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(xué)，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(jì)損失。因此，僅通過(guò)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(lái)有效地解決上述問(wèn)題。

　　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(gè)冗余部分可以立即更換故障部分并保持系統(tǒng)運(yùn)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(dāng)一組失敗時(shí)，它立即由另一組控制。是否使用兩個(gè)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(yùn)行時(shí)，備用CPU模塊的輸出被禁用，主CPU模塊控制系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)，主CPU模塊通過(guò)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(gè)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(gè)CPU模塊同時(shí)運(yùn)行一個(gè)程序，但熱備用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比冗余系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但沒(méi)有冗余處理單元RPU。系統(tǒng)的兩個(gè)CPU模塊的切換由主CPU模塊通過(guò)通信端口與備用CPU模塊通信來(lái)執(zhí)行。兩組CPU通過(guò)通信接口連接在一起。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，主CPU通知備用CPU并實(shí)現(xiàn)切換，切換過(guò)程通常很慢。