提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
三、正確的接地
良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制干擾，PLC一般最好單獨(dú)接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置，如圖1(a)所示；也可以采用公共接地，如圖1(b)所示；但禁止使用如圖1(c)所示的串聯(lián)接地方式，因?yàn)檫@種接地方式會(huì)產(chǎn)生PLC與設(shè)備之間的電位差。
圖1 PLC的接地
a)分別接地 b)公共按地 c)串聯(lián)接地
良好的接地可以抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，避免偶然發(fā)生的電壓沖擊對(duì)PLC的危害。PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時(shí)，接地電阻應(yīng)是越小越好，接地電阻要小于10Ω。另外，PLC的CPU單元必須接地，若使用了I/O擴(kuò)展單元等，則CPU單元應(yīng)與它們具有共同的接地體，而且從任一單元的保護(hù)接地端到地的電阻都不能大于10Ω。有條件的可以給PLC專用的接地線。
四、必須的安全保護(hù)環(huán)節(jié)
1.短路保護(hù)
當(dāng)PLC輸出設(shè)備短路時(shí)，為了避免PLC內(nèi)部輸出元件損壞，應(yīng)該在PLC外部輸出回路中裝上熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。最好在每個(gè)負(fù)載的回路中都裝上熔斷器。
2. 互鎖與聯(lián)鎖措施
除在程序中保證電路的互鎖關(guān)系，PLC外部接線中還應(yīng)該采取硬件的互鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，如電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制，要利用接觸器KM1、KM2常閉觸點(diǎn)在PLC外部進(jìn)行互鎖。在不同電機(jī)或電器之間有聯(lián)鎖要求時(shí)，最好也在PLC外部進(jìn)行硬件聯(lián)鎖。采用PLC外部的硬件進(jìn)行互鎖與聯(lián)鎖，這是PLC控制系統(tǒng)中常用的做法。
3.失壓保護(hù)與緊急停車措施
PLC外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕PLC的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。這種接線方法的另一個(gè)作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機(jī)時(shí)，按下“停止”按鈕就可以切斷負(fù)載電源，而與PLC毫無(wú)關(guān)系。
五、必要的軟件措施
有時(shí)硬件措施不一定完全消除干擾的影響，采用一定的軟件措施加以配合，對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性起到很好的作用。
1.消除開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)抖動(dòng)
在實(shí)際應(yīng)用中，有些開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)接通時(shí)，由于外界的干擾而出現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷的“抖動(dòng)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會(huì)造成什么影響，但在PLC系統(tǒng)中，由于PLC掃描工作的速度快，掃描周期比實(shí)際繼電器的動(dòng)作時(shí)間短得多，所以抖動(dòng)信號(hào)就可能被PLC檢測(cè)到，從而造成錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，必須對(duì)某些“抖動(dòng)”信號(hào)進(jìn)行處理，以保證系統(tǒng)正常工作。
如圖2(a)所示，輸入X0抖動(dòng)會(huì)引起輸出Y0發(fā)生抖動(dòng)，可采用計(jì)數(shù)器或定時(shí)器，經(jīng)過(guò)適當(dāng)編程，以消除這種干擾。
如圖2(b)所示為消除輸入信號(hào)抖動(dòng)的梯形圖程序。當(dāng)抖動(dòng)干擾X0斷開(kāi)時(shí)間間隔Δｔ＜K×0.1S，計(jì)數(shù)器C0不會(huì)動(dòng)作，輸出繼電器Y0保持接通，干擾不會(huì)影響正常工作；只有當(dāng)X0抖動(dòng)斷開(kāi)時(shí)間Δｔ≥K×0.1S時(shí)，計(jì)數(shù)器C0計(jì)滿K次動(dòng)作，C0常閉斷開(kāi)，輸出繼電器Y0才斷開(kāi)。K為計(jì)數(shù)常數(shù)，實(shí)際調(diào)試時(shí)可根據(jù)干擾情況而定。
圖2 輸入信號(hào)抖動(dòng)的影響及消除
a)抖動(dòng)現(xiàn)象的影響 b)消除抖動(dòng)的方法
2.故障的檢測(cè)與診斷
PLC的可靠性很高且本身有很完善的自診斷功能，如果PLC出現(xiàn)故障，借助自診斷程序可以方便地找到故障的原因，排除后就可以恢復(fù)正常工作。
大量的工程實(shí)踐表明，PLC外部輸入、輸出設(shè)備的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PLC本身的故障率，而這些設(shè)備出現(xiàn)故障后，PLC一般不能覺(jué)察出來(lái)，可能使故障擴(kuò)大，直至強(qiáng)電保護(hù)裝置動(dòng)作后才停機(jī)，有時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備和人身事故。停機(jī)后，查找故障也要花費(fèi)很多時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，在沒(méi)有釀成事故之前使PLC自動(dòng)停機(jī)和報(bào)警，也為了方便查找故障，提高維修效率，可用PLC程序?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷和自處理。
現(xiàn)代的PLC擁有大量的軟件資源，如FX2N系列PLC有幾千點(diǎn)輔助繼電器、幾百點(diǎn)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，有相當(dāng)大的裕量，可以把這些資源利用起來(lái)，用于故障檢測(cè)。
1)超時(shí)檢測(cè) 機(jī)械設(shè)備在各工步的動(dòng)作所需的時(shí)間一般是不變的，即使變化也不會(huì)太大，因此可以以這些時(shí)間為參考，在PLC發(fā)出輸出信號(hào)，相應(yīng)的外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)始動(dòng)作時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器定時(shí)，定時(shí)器的設(shè)定值比正常情況下該動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)20%左右。例如設(shè)某執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電動(dòng)機(jī)）在正常情況下運(yùn)行50s后，它驅(qū)動(dòng)的部件使限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出動(dòng)作結(jié)束信號(hào)。若該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間超過(guò) 60s（即對(duì)應(yīng)定時(shí)器的設(shè)定時(shí)間），PLC還沒(méi)有接收到動(dòng)作結(jié)束信號(hào)，定時(shí)器延時(shí)接通的常開(kāi)觸點(diǎn)發(fā)出故障信號(hào)，該信號(hào)停止正常的循環(huán)程序，啟動(dòng)報(bào)警和故障顯示程序，使操作人員和維修人員能迅速判別故障的種類，及時(shí)采取排除故障的措施。
2)邏輯錯(cuò)誤檢測(cè) 在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，PLC的輸入、輸出信號(hào)和內(nèi)部的信號(hào)（如輔助繼電器的狀態(tài)）相互之間存在著確定的關(guān)系，如出現(xiàn)異常的邏輯信號(hào)，則說(shuō)明出現(xiàn)了故障。因此，可以編制一些常見(jiàn)故障的異常邏輯關(guān)系，一旦異常邏輯關(guān)系為ON狀態(tài)，就應(yīng)按故障處理。例如某機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中先后有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)同時(shí)為ON狀態(tài)，若它們同時(shí)為ON，說(shuō)明至少有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)被卡死，應(yīng)停機(jī)進(jìn)行處理。
3．消除預(yù)知干擾
某些干擾是可以預(yù)知的，如PLC的輸出命令使執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如大功率電動(dòng)機(jī)、電磁鐵）動(dòng)作，常常會(huì)伴隨產(chǎn)生火花、電弧等干擾信號(hào)，它們產(chǎn)生的干擾信號(hào)可能使PLC接收錯(cuò)誤的信息。在容易產(chǎn)生這些干擾的時(shí)間內(nèi)，可用軟件封鎖PLC的某些輸入信號(hào)，在干擾易發(fā)期過(guò)去后，再取消封鎖。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
|
|
|
|
|
|
|
|