PLC系統(tǒng)可靠性的提高方法

1、PLC系統(tǒng)可靠性的提高方法 自動(dòng)化系統(tǒng)所使用的各種類型 PLC, 大多處在震動(dòng)大、 灰塵多、 電磁干擾強(qiáng)等惡劣環(huán)境中, 要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性, 一方面要求 PLC 生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力, 另一方面要求應(yīng)用部門在工程設(shè)計(jì)、安裝施工和使用維護(hù)中多方配合解決問題, 有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。一、PLC 及硬件電路控制系統(tǒng)的可靠性在很大程度上依賴于硬件電路的設(shè)計(jì), 其中包括 PLC 的使用環(huán)境、 安裝、 電源、 輸入、 輸出電路等。(1)PLC 的接地良好的接地是保證 PLC 安全可靠運(yùn)行的重要條件, PLC 系統(tǒng)接地的基本原則是單點(diǎn)接地, 即將整個(gè)裝

2、配表面接到低阻抗地的參考點(diǎn), 這個(gè)連接應(yīng)具有極低的直流電阻(100 歐姆)和高頻阻抗。 為了抑制附加在電源及輸入線、 輸出線的干擾, 應(yīng)給 PLC 接專用地線, 并且接地點(diǎn)要與其他設(shè)備分開。此外, 接地線要足夠粗,接地電阻要小, 接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近 PLC。(2)PLC 的安裝環(huán)境PLC 在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施, 可直接在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。目前 PLC 的整機(jī)平均無故障工作時(shí)間一般可達(dá) 510 萬小時(shí)。但工作環(huán)境過于惡劣或安裝使用不當(dāng)時(shí), 可靠性會(huì)降低。PLC 使用環(huán)境溫度通常在 055范圍,應(yīng)避免陽(yáng)光直射, 安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的器件, 保證足夠大的散熱空間和通風(fēng)

3、條件。環(huán)境濕度一般應(yīng)小于 85%, 以保證 PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、 濃霧或粉塵的場(chǎng)合, 需將 PLC封閉安裝。如果 PLC 安裝位置有強(qiáng)烈的震動(dòng)源, 應(yīng)采取相應(yīng)的減振措施, 避免有過度的振動(dòng)和沖擊。(3)PLC 的輸入設(shè)備開關(guān)量輸入信號(hào), 常用的有按鈕、 選擇開關(guān)、 行程開關(guān)、 限位開關(guān)、 接觸器或繼電器的常開、 常閉觸點(diǎn)等, 其器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式以及是否牢固可靠是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。器件觸點(diǎn)接觸要保持在良好狀態(tài), 接線要牢固可靠。設(shè)計(jì)時(shí), 應(yīng)盡量選用可靠性高的元器件。模擬量輸入信號(hào)常用的有 420mA、020mA直流電流信號(hào);05V、 010V直流電壓信號(hào)。電

4、源為直流 24V。 在布線時(shí), PLC 的交流線與直流線應(yīng)分開走線。 開關(guān)量與模擬量的輸入 / 輸出線也要分開敷設(shè), 后者最好使用屏蔽線。此外 PLC 基本單元與擴(kuò)展單元之間的傳送信號(hào)易受干擾, 其傳送電纜不能與別的線敷設(shè)在同一管道內(nèi)。輸入 / 輸出線與系統(tǒng)動(dòng)力線更要分開布線, 并保持一定距離。PLC 的開關(guān)量和模擬量輸入信號(hào), 由于噪聲的干擾、 開關(guān)的誤動(dòng)作、 模擬信號(hào)誤差等因素的影響, 會(huì)形成輸入信號(hào)的錯(cuò)誤, 嚴(yán)重時(shí)將引起程序判斷失誤, 造成誤動(dòng)作。 所以應(yīng)選擇可靠性高的電路設(shè)計(jì),并在軟件編程時(shí)采取措施來抑制錯(cuò)誤信息, 提高系統(tǒng)的可靠性。(4)PLC 的輸出電路對(duì)于開關(guān)量輸出來說, PLC

5、 的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、 晶體管輸出 3 種形式, 具體選用哪種形式的輸出,應(yīng)根據(jù)負(fù)載要求來決定。選擇不當(dāng)會(huì)降低系統(tǒng)可靠性, 嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載, 晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。此外, PLC 的輸出端子帶負(fù)載能力是有限的, 如果超過了規(guī)定的最大限值, 必須外接繼電器或接觸器, 才能正常工作。PLC 輸出電流的額定值是與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)的。額定負(fù)載電流還與溫度有關(guān), 當(dāng)工作環(huán)境溫度高時(shí), 額定負(fù)載電流相應(yīng)減小。二、利用軟件編程提高系統(tǒng)工作可靠性PLC 內(nèi)部具有豐富的軟元件, 如定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器、 輔助繼電器等, 利用它們來設(shè)計(jì)一些程序, 可有效的提

6、高控制系統(tǒng)的可靠性、 安全性, 例如為了確保 PLC 動(dòng)作的可靠, 在軟件設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要使用動(dòng)作優(yōu)先程序。PLC 程序設(shè)計(jì)的好壞, 直接影響控制系統(tǒng)的性能和可靠性, 完善的程序不但要滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝流程和系統(tǒng)控制的要求, 而且還要根據(jù)需要選用軟件編程的方法進(jìn)行信號(hào)相容性檢查, 其中包括: 開關(guān)信號(hào)之間的狀態(tài)是否矛盾, 模擬值的變化范圍是否正常, 開關(guān)量和模擬量信號(hào)是否一致, 以及各個(gè)信號(hào)的時(shí)序是否正確等。采取時(shí)間故障檢測(cè)法、 邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)法、 聯(lián)鎖控制等方法, 充分利用 PLC 的軟、 硬件資源,精心設(shè)計(jì)電路和編寫程序, 能極大的提高系統(tǒng)的可靠性。三、外圍電路和執(zhí)行器件PLC 本身的可靠性很高, 故障率極低。而繼電器、 接觸器、 電磁閥等執(zhí)行器件的故障率相對(duì)較高, 這些元件本身發(fā)生故障時(shí),PLC 不會(huì)自動(dòng)停機(jī), 直到故障造成了后果時(shí)才會(huì)被發(fā)現(xiàn), 對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響很大。所以, 一方面必須選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性, 另一方面, 要充分考慮到故障發(fā)生的可能性, 在電路設(shè)計(jì)和軟件編程時(shí)對(duì)故障率較高的外圍器件的工作狀態(tài)進(jìn)行反饋和檢測(cè), 當(dāng)有故障發(fā)生時(shí), 根據(jù)故障部位的重要性和對(duì)控制系統(tǒng)的影響, 及時(shí)采取給出報(bào)警信息、