PLC控制系统增强系统可靠性的6种办法

日期：04-11 21:37 浏览量:

提升plc自动控制系统可信性的六项对策将使您掌握到三菱plc自动控制系统的一系列整改措施，如适度的工作温度、适度的空气相对湿度、空气污染、有效的安裝布线、恰当的接地装置等制做plc自动控制系统时的输电线、安全性维护节、必需的手机软件对策等。网编为大伙儿共享六条提升plc自动控制系统可信性的对策。

一、适合的办公环境

1。适合的工作温度

各生产厂家对plc的工作温度有一定的要求。一般状况下，PLC容许的工作温度在0-55摄氏上下，因而在安裝时，不必将热值高的构件放到PLC下边，PLC周边需有充足的自然通风热管散热室内空间，不必将PLC安裝在光照充足的地区立即辐照度或挨近加温、电加热器、功率大的电源等加热装置；假如控制箱溫度过高，安裝带自然通风百叶窗帘的PLCZUI控制箱。高、离心风机强制性自然通风应安裝在柜里。

2。适合的空气相对湿度

plc工作中环境质量的空气湿度一般低于85%，以确保plc的介电强度能。环境湿度过大也会危害仿真模拟键入/输出设备的精密度。因而，plc不可以安裝在露珠、下雨天的地区。

3。关心空气污染

在空气污染物（如尘土、粉尘、粉丝等）、腐烂焟烛和可燃气体较多的地区，尤其是在易造成电子器件和印刷线路板浸蚀的腐蚀汽体较多的地区，不适合安裝PLC。假如只有安裝在那样的地区，在溫度容许的状况下，能够关掉plc，还可以将plc安裝在密封性较高的操纵房间内，安裝空气过滤设备。

4。杜绝震动和冲击性源

配有可编程控制板的控制箱应杜绝震动和冲击性明显的地区，非常是持续、经常震动的地区。如必须，可采用适度对策，降低震动和冲击性的危害，防止布线或软件松脱。

5。杜绝强干扰信号

plc应杜绝功率大的可控硅设备、高频率机器设备和功率大的机器设备等强干扰信号。另外，plc还应杜绝强磁场和强放射性物质，及其易造成强静电感应的场地。

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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