對(duì)可編程序控制器控制系統(tǒng)的可靠性探討 詳述了影響可編程序控制器控制系統(tǒng)可靠性的主要因素,并就可編程序控制器的工作環(huán)境、電源的要求、接地和連接線的方式、冗余設(shè)計(jì)和降級(jí)操作設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的輸入電路和輸出電路與可編程序控制器的軟件程序編制等多個(gè)方面,提出了一些可行的方法和措施。通過對(duì)可編程序控制器的控制系統(tǒng)實(shí)際測(cè)試和多次試驗(yàn),得出了幾個(gè)適合生產(chǎn)環(huán)境、能符合控制系統(tǒng)要求的改進(jìn)線路,從而使可編程序控制器控制系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步的提高。
0、引言
可編程序控制器(以下簡(jiǎn)稱PLC)是在程序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。從廣義上講,PLC是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),比一般計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的輸入輸出接口,并已成為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本裝置。PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、汽車、輕工等行業(yè)中,已基本取代了傳統(tǒng)的繼電器和接觸器的邏輯控制。用PLC來控制系統(tǒng)設(shè)備,其工作的可靠性要比單純繼電器和接觸器控制大大提高。就PLC本身而言,平均無故障時(shí)間一般已可達(dá)3~5萬小時(shí);而三菱的F系列,據(jù)稱其平均無故障時(shí)間已達(dá)30萬小時(shí)。所以,整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的可靠性,主要取決于PLC的外圍設(shè)備,比如輸入器件中的行程開關(guān)、按鈕、接近開關(guān),輸出器件中的接觸器、繼電器和電磁閥等。另外,從軟件程序的編制來考慮,如果能編制出一個(gè)帶有監(jiān)控的程序,對(duì)提高系統(tǒng)的可靠性也有很大好處。下面就如何提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行一些探討。
1、從PLC的外圍設(shè)備來考慮提高PLC的可靠性
PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備。當(dāng)工作環(huán)境較為惡劣,如電磁干擾較強(qiáng)、濕度高、電源、輸入和輸出電路等易受到干擾時(shí),會(huì)使控制系統(tǒng)的可靠性受到影響。
1.1 工作環(huán)境的要求
除了為特殊工作環(huán)境而設(shè)計(jì)的PLC外,一般PLC工作的環(huán)境溫度應(yīng)在0~55℃的范圍,并要避免太陽光直接照射;安裝時(shí)要遠(yuǎn)離大的熱源,保證足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件;空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%,不結(jié)露,以保證PLC的絕緣良好。PLC應(yīng)避免安裝在有振動(dòng)的場(chǎng)所;對(duì)振動(dòng)源允許的條件則應(yīng)按照產(chǎn)品說明書的要求,安裝減振橡膠墊或采取其他防振措施。空氣中有粉塵和有害氣體時(shí),應(yīng)將PLC封閉安裝。
1.2 電源的要求
不同的PLC產(chǎn)品,對(duì)電源的要求也不同,這里包括電源的電壓等級(jí)、頻率、交流紋波系數(shù)和輸入輸出的供電方式等。
對(duì)電磁干擾較強(qiáng)、而對(duì)PLC可靠性要求又較高的場(chǎng)合,PLC的供電應(yīng)與動(dòng)力供電和控制電路供電分開;必要時(shí),可采用帶屏蔽的隔離變壓器供電、串聯(lián)LC濾波電路等。在設(shè)計(jì)時(shí),外接的直流電源應(yīng)采用穩(wěn)壓電源,供電功率應(yīng)留有20%~30%的余量。對(duì)由控制器本身提供的直流電源,應(yīng)了解它所能提供的*大電流,防止過電流造成設(shè)備的損壞。
1.3 接地和接線
1) PLC的良好接地是正常運(yùn)行的前提。在設(shè)計(jì)時(shí),PLC的接地應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地分開,采用專用接地;如不能分開接地時(shí),應(yīng)采用共用接地;禁止采用共通接地方法。如圖1所示,接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC,接地線的線徑應(yīng)大于4mm2,接地電阻一般應(yīng)小于10Ω。
11P1662 1700J, 1701J MOD 30 Recorder Spring MicroMod
11P1679 1700J, 1701J MOD 30 Recorder Spring MicroMod
124S2330-1 MOD30ML Termination Block Assembly MicroMod
125P2981-1 125S2981-1 AA AMP 9414 ABB
125S1982 1700R 1700R Controller Analog Board ABB
125S1983 1700R 1700R Controller Math Unit Digital Board ABB
125S1987 1700J 1700J Recorder Digital Board ABB
125S1988 1700J 1700J Recorder Driver Board ABB
125S1989 1700J 1700J Recorder Analog Board ABB
125S1994 1700N 1700N Math Unit Analog Board ABB
125S2274-2 RIS 1046-856 Taylor Isolated-TMR Module ABB
125S2604 1720N 1720N Communications Link I/O Board ABB
125S2605-1 1720N 1720N Communications Link ICN Interface Board ABB
125S2606-1 1720N 1720N Communications Link CPU Board ABB
125S2630 1710R 1710R SLU CPU Board ABB
125S2631 1710R 1710R SLU Power Supply Board ABB
125S2632 1710R 1710R SLU I/O Board ABB
125S2636 1710R 1710R SLU Multiplexer Board ABB
125S2636-1 1710R 1710R SLU Multiplexer Board ABB
125S2744 1734N 1734N LCP Memory/Backup Memory Boards ABB
125S2745-1 1734N,125S2745, DC 1860404 1734N LCP Processor Board ABB
125S2917-2 1800R 1800R MOD 30ML Main Board ABB
125U1982-10 1700R, 1701R, 1702R, 1703R MOD 30 Controller Arithmetic MicroMod
125U1982-11 1700R, 1701R, 1702R, 1703R MOD 30 Controller Arithmetic Digital MicroMod
125U1982-3 1700R, 1701R, 1702R, 1703R MOD 30 Controller Analog MicroMod
125U1983-10 1700N, 1701N MOD 30 Math Controller Arithmetic MicroMod
125U1987-5 1700J, 1701J MOD 30 Recorder Digital MicroMod
125U1988-2 1700J, 1701J MOD 30 Recorder Driver MicroMod
125U1994-2 1700N, 1701N MOD 30 Math Unit Arithmetic Analog MicroMod
125U1995-2 1700N, 1701N MOD 30 Math Unit Arith Display Interconnect MicroMod