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怎樣保證設計的PLC系統的可靠性

發布時間: 2025-02-08 08:50:19

㈠ 如何提高PLC系統的可靠性

PLC由於具有功能強、程序設計簡介,維護方便等優點,特別是高可靠性、較強的適應惡劣工業環境的能力,目前廣泛應用於機械、冶金、化工、輕工、電力、汽車等行業領域。PLC的應用使得其所控制的設備、系統的效率與可靠性相對於單純的繼電器控制系統大大加強。雖然PLC具有很高的可靠性,並且有很強的抗干擾能力,但在過於惡劣的環境或安裝使用不當等情況下,都有可能引起PLC內部信息的破壞而導致控制混亂,甚至造成內、外部元件損壞,影響系統的正常工作。為了提高PLC系統運行的可靠性,使用時應注意以下幾個方面的問題。
一、適合的工作環境
1.環境溫度適宜--各生產廠家對PLC的環境溫度都有一定的規定。通常PLC允許的環境溫度約在0~55℃。因此,安裝時不要把發熱量大的元件放在PLC的下方;PLC四周要有足夠的通風散熱空間。
2.環境濕度適宜-PLC工作環境的空氣相對濕度一般要求小於85%(無凝露),以保證PLC的絕緣性能。濕度太大也會影響模擬量輸入/輸出裝置的精度。因此,不能將PLC安裝在結露、雨淋的場所。
3.注意環境污染--不宜把PLC安裝在有大量污染物(如灰塵、油煙、鐵粉等)、腐燭性氣體和可燃性氣體的場所,尤其是有腐蝕性氣體的地方,易造成元件及印刷線路板的腐蝕。如果只能安裝在這種場所,在溫度允許的條件下,可以將PLC封閉;或將PLC安裝在密閉性較高的控制室內,並安裝空氣凈化裝置。
4.遠離振動和沖擊源--安裝PLC的控制櫃應當遠離有強烈振動和沖擊場所,尤其是連續、頻繁的振動。必要時可以採取相應措施來減輕振動和沖擊的影響,以免造成接線或插件的松動。
5.遠離強干擾源--PLC應遠離強干擾源,如大功率晶閘管裝置、高頻設備和大型動力設備等,同時PLC還應該遠離強電磁場和強放射源,以及易產生強靜電的地方。
二、合理的安裝與布線
1. 注意電源安裝
電源是干擾進入PLC的主要途徑。PLC系統的電源有兩類:外部電源和內部電源。PLC對於電源線帶來的干擾具有一定的抵禦能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中,可以安裝一台帶屏蔽層的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾。還可以在隔離變壓器二次側串接LC濾波電路。同時,在安裝時還應注意以下問題:
1) 隔離變壓器與PLC和I/O電源之間最好採用雙絞線連接,以控制串模干擾;2) 系統的動力線應足夠粗,以降低大容量設備起動時引起的線路壓降;3) PLC輸入電路用外接直流電源時,最好採用穩壓電源,以保證正確的輸入信號。否則可能使PLC接收到錯誤的信號。
2. 遠離高壓
PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝,更不能與高壓電器安裝在同一個控制櫃內。在櫃內PLC應遠離高壓電源線。
3. 合理的布線
1) I/O線、動力線及其它控制線應分開走線,盡量不要在同一線槽中布線。2) 交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。3) 開關量與模擬量的I/O線最好分開走線,對於傳送模擬量信號的I/O線最好用屏蔽線,且屏蔽線的屏敝層應一端接地。4) PLC的基本單元與擴展單元之間電纜傳送的信號小、頻率高,很容易受干擾,不能與其它的連線敷埋在同一線槽內。5)PLC的I/O迴路配線,必須使用壓接端子或單股線,不宜用多股絞合線直接與PLC的接線端於連接,否則容易出現火花。6) 與PLC安裝在同一控制櫃內,雖不是由PLC控制的感性元件,也應並聯RC或二極體消弧電路。
三、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一般最好單獨接地,與其它設備分別使用各自的接地裝置,如圖1(a)所示;也可以採用公共接地,如圖1(b)所示;但禁止使用如圖1(c)所示的串聯接地方式,因為這種接地方式會產生PLC與設備之間的電位差。

2.熱備用系統
熱備用系統的結構較冗餘系統簡單,雖然也有兩個CPU模塊在同時運行一個程序,但沒有冗餘處理單元RPU。系統兩個CPU模塊的切換,是由主CPU模塊通過通信口與備用CPU模塊進行通信來完成的。如圖3(b)所示,兩套CPU通過通訊介面連在一起。當系統出現故障時,由主CPU通知備用CPU,並實現切換,其切換過程一般較慢。
七、結論
PLC控制系統中的干擾是一個十分復雜的問題,在PLC本身的可靠性很高的情況下,影響控制系統可靠性的主要因素是輸入信號元件和輸出執行元件。通過採用成熟技術和高質量的輸入輸出元器件,合理配置PLC硬體和軟體資源,並充分利用PLC內部軟元件設計PLC控制系統故障檢測與診斷程序,屏蔽輸入元件的誤信號,防止輸出元件誤動作,對關鍵元器件實行軟、硬雙重保護,就可以確保控制系統安全可靠地運行。