PLC控制系统提高可靠性的六种操作方法

　　PLC控制系统提高可靠性的六种操作方法

　　一个PLC控制系统的可靠性是相当重要的。由于一个生产环境的不确定性因素太多了，比如说一个生产的潮湿，再夹杂着一些酸性气体，就很容易腐蚀柜体或者内部的元器件。还有一些车间高温环境，散热不到位。也会使一些精密的仪器温度过高，有可能烧坏。不光是硬件方面的，还有一些强磁干扰，冗余系统，等等原因，都会让一套PLC控制系统大大折扣。所以如何提高整套PLC控制系统的可靠性变得尤为重要，接下来我们来一起了解一下吧!

　　提高plc控制系统可靠性的六项措施，让您了解适中的温度，适当的环境湿度，环境污染，合理的安装和接线，正确的接地线，安全保护，当您做PLC控制系统。一系列必要的软件措施可以改善plc控制系统，以下小编为您分享六项措施，提高PLC控制系统的可靠性。

　　提高PLC控制系统的可靠性的六种操作方法

　　首先，一个合适的工作环境

　　1.PLC控制柜应在适合的环境温度

　　每个制造商都对PLC的环境温度有一定的规定。通常，PLC允许的环境温度约为0~55°C。因此，在安装过程中，请勿在PLC下放置大量发热元件; PLC周围必须有足够的通风和散热空间;不要将PLC直接安装在阳光下或靠近加热设备，如加热，加热器和大功率电源。安装PLC的地方有通风窗帘。如果控制柜温度过高，应在机柜内安装风扇，以强制通风。

　　2.适合环境湿度

　　PLC工作环境的相对湿度一般小于85，以确保PLC的绝缘性能。湿度过高也会影响模拟输入/输出设备的精度。因此，PLC不能安装在引起冷凝或雨水的地方。

　　3.注意环境污染

　　不建议将PLC安装在有大量污染物（如灰尘，油烟，铁粉等），蜡烛燃烧气体和易燃气体的地方，特别是在有腐蚀性气体的地方，这可能会导致腐蚀元件和印刷电路板。如果只能安装在这样的地方，可以在温度允许的条件下关闭PLC;或者PLC可以安装在气密性高的控制室内，并安装空气净化装置。

　　4.远离振动和冲击源

　　安装PLC的控制柜应远离振动和冲击强烈的地方，特别是连续频繁的振动。如有必要，采取适当措施减轻振动和冲击的影响，以免造成布线或插件松动。

　　5.远离强干扰源

　　PLC应远离强干扰源，如大功率晶闸管器件，高频设备和大型电源设备。同时，PLC还应远离强电磁场和强放射源，以及易受强静电影响的场所。

　　二，PLC控制柜合理安装和接线

　　1.注意电源安装

　　电源是干扰进入PLC的主要方式。 PLC系统有两种类型的电源：外部电源和内部电源。

　　外部电源用于驱动PLC输出设备（负载）并提供输入信号，也称为用户电源。同一PLC的外部电源可能有多种规格。外部电源的容量和性能由输出设备和PLC的输入电路决定。由于PLC的I / O电路具有滤波和隔离功能，因此外部电源对PLC性能影响很小。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。其性能直接影响PLC的可靠性。因此，为了确保PLC的正常运行，对内部电源的要求很高。通用PLC的内部电源使用开关稳压器电源或稳压电源，初级侧带有低通滤波器。

　　在强干扰或高可靠性要求的情况下，屏蔽系统应用于为PLC系统供电。也可以在隔离变压器的次级侧串联LC滤波器电路。同时，在安装过程中还应注意以下问题：

　　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压降;

　　3）当PLC输入电路使用外部直流电源时，Zui使用稳压电源确保输入信号正确。否则PLC可能会收到错误信号。

　　提高PLC控制系统可靠性的六项措施

　　2.远离高压

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

　　3.合理的接线

　　1）I / O线，电源线和其他控制线应分开布线。尽量不要将它们放在同一个线路插槽中。

　　2）AC线和DC线，输入线和输出线分离良好。

　　3）开关量和模拟I / O线zui分开分开。对于传输模拟信号的I / O线，使用屏蔽线，屏蔽线的屏蔽层应在一端接地。

　　4）PLC基本单元和扩展单元之间传输的信号小，频率高，容易受到干扰。它不能与其他电缆一起埋在同一线槽中。

　　5）PLC I / O电路接线时，必须使用压接端子或单股，不宜使用多股直接连接PLC端子，否则容易产生火花。

　　6）安装在与PLC相同的控制柜中。虽然它不是由PLC控制的电感元件，但它也应与RC或二极管灭弧电路并联。

　　三，PLC控制柜正确的接地

　　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，并且它们各自的接地装置与其他装置分开使用。也可以使用公共接地，但是禁止使用如图6-37c所示的串联接地方法，因为这种接地方法会产生PLC和设备之间的电位差。

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

　　此外，PLC的CPU单元必须接地。如果使用I / O扩展单元等，则CPU单元应具有公共接地体，并且任何单元的保护接地对地的电阻不应超过100Ω。

　　第四，PLC控制系统必要的安全保护环节

　　1，短路保护

　　当PLC输出设备短路时，为了避免损坏PLC的内部输出组件，应在PLC的外部输出回路中安装保险丝以进行短路保护。 Zui很适合在每个负载的循环中安装保险丝。

　　2.联锁和联锁措施

　　除了确保程序中电路的互锁关系外，还应在PLC的外部接线中采取硬件联锁措施，以确保系统安全可靠运行，如电机正反转控制，以及接触器KM1和KM2应该正常关闭。点在PLC外部互锁。当不同电机或设备之间存在互锁要求时，Zui还在PLC外部执行硬件互锁。使用PLC外部的硬件执行互锁和互锁，这是PLC控制系统中的常见做法。

　　3.失去压力保护和紧急停止措施

　　PLC外部负载的电源线应具有电压保护。在临时电源故障后恢复供电时，如果不按“启动”按钮，则无法启动PLC的外部负载。这种接线方法的另一个功能是，在特殊情况下需要紧急停止时，按下“停止”按钮可以切断负载电源，与PLC无关。

　　有时，硬件措施不一定完全消除干扰的影响。采用一定的软件配合措施，对提高PLC控制系统的抗干扰能力和可靠性起到了很好的作用。

　　1.消除切换输入信号抖动

　　在实际应用中，当某些开关输入信号打开时，由于外部干扰导致开关导通时会出现“抖动”现象。这种现象通常不受继电器系统中继电器的电磁惯性的影响。然而，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操作时间短得多，因此抖动信号可能是由PLC检测到的，导致错误的结果。因此，必须处理某些“抖动”信号以确保系统正常运行。

　　输入信号抖动及其消除

　　a）抖动现象的影响b）消除抖动的方法

　　2.检测和诊断故障

　　PLC的可靠性非常高，具有完善的自诊断功能。如果PLC发生故障，自诊断程序可以很容易地找到故障原因，然后在消除后恢复正常工作。

　　大量的工程实践表明，PLC外部输入输出设备的故障率远远高于PLC本身的故障率。在这些设备发生故障后，PLC通常无法检测到它，这可能导致故障扩大，直到强电保护设备运行。它只会停止，有时会导致设备和人身事故。关机后，需要花费大量时间才能找到故障。为了及时发现故障，PLC会在事故发生前自动停止并报警。为了便于故障查找和提高维护效率，PLC程序可用于实现故障的自诊断和自我处理。

　　第五，现代PLC具有大量的软件资源。例如，FX2N系列PLC有数千个辅助继电器，数百个定时器和计数器。它们具有相当大的余量，可用于故障检测。

　　（1）延时检测机械设备在每个步骤中动作所需的时间通常是恒定的，即使变化不是太大，因此可以使用这些时间作为参考输出输出信号。当动作开始时，PLC和相应的外部执行器A计时器启动，并且计时器的设定值比正常情况下的动作持续时间大约20英寸。例如，如果致动器（例如电动机）在正常条件下运行50秒，则其驱动的部件使限位开关动作，并发出动作结束信号。如果执行器的工作时间超过60s（即对应定时器的设定时间），则PLC未接收到动作结束信号，定时器延时的常开触点接通，信号停止正常周期。该程序，启动报警和故障显示程序，使操作人员和维护人员能够快速识别故障类型，及时采取措施消除故障。

　　（2）逻辑错误检测当系统正常运行时，PLC输入输出信号和内部信号（如辅助继电器的状态）有一定的关系。如果发生异常逻辑信号，则表示发生了故障。 。因此，您可以编写一些常见故障的异常逻辑关系。一旦异常逻辑关系为ON，您应该遵循该错误。例如，在机械运动期间，存在两个限位开关动作。这两个信号不会同时打开。如果它们同时打开，则表示至少有一个限位开关卡住，应停止处理。

　　3.消除预测干扰

　　一些干扰是可以预测的。例如，PLC的输出命令使致动器（例如高功率电动机和电磁铁）起作用，通常伴有诸如火花和电弧的干扰信号。它们产生的干扰信号可能导致PLC接收不正确的信息。 。在容易发生这些干扰的时候，可以通过软件阻止PLC的一些输入信号，并且在干扰易发期过去之后取消阻塞。

　　第六，使用冗余系统或热备系统

　　一些控制系统（例如化学，纸张，冶金，核电站等）需要极高的可靠性。如果控制系统出现故障，停产或设备损坏将造成巨大的经济损失。因此，仅通过提高PLC控制系统的可靠性就不可能满足要求。在需要极高可靠性的大型系统中，通常使用冗余系统或热备用系统来有效地解决上述问题。

　　第七，冗余系统

　　所谓的冗余系统意味着系统中存在冗余部分，系统不能正常工作，但是如果系统出现故障，这个冗余部分可以立即更换故障部分并保持系统运行一般。冗余系统通常是由两组相同硬件组成的控制系统（例如CPU模块）的重要部分。当一组失败时，它立即由另一组控制。是否使用两个相同的I / O模块取决于系统的可靠性要求。

　　两组CPU模块使用相同的程序并行工作，其中一组是主CPU模块，另一组是备用CPU模块。系统正常运行时，备用CPU模块的输出被禁用，主CPU模块控制系统的运行。同时，主CPU模块通过冗余处理单元（RPU）连续刷新I / O映像寄存器和备用CPU模块的其他寄存器。主CPU模块发出故障信息后，RPU在一到三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）热备系统

　　2.热备系统

　　尽管有两个CPU模块同时运行一个程序，但热备用系统的结构比冗余系统简单，但没有冗余处理单元RPU。系统的两个CPU模块的切换由主CPU模块通过通信端口与备用CPU模块通信来执行。两组CPU通过通信接口连接在一起。当系统出现故障时，主CPU通知备用CPU并实现切换，切换过程通常很慢。