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PLC應用中應注意的問題
張家口變頻器   2009-05-20 02:54:52 作者:SystemMaster 來源:宏遠工控 文字大小:[][][]
PLC是專門為工業生產服務的控制裝置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工業環境中使用。但是,當生產環境過于惡劣,電磁干擾特別強烈,或安裝使用不當,都不能保證PLC的正常運行,因此在使用中應注意以下問題。
  
   一、工作環境
  
   1. 溫度
   PLC要求環境溫度在0~55℃,安裝時不能放在發熱量大的元件下面,四周通風散熱的空間應足夠大,基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔;開關柜上、下部應有通風的百葉窗,防止太陽光直接照射;如果周圍環境超過55℃,要安裝電風扇強迫通風。
   2. 濕度
   為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。
   3. 震動
   應使PLC遠離強烈的震動源,防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。
   4. 空氣
   避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,并安裝空氣凈化裝置。
   5. 電源
   PLC供電電源為50Hz、220(1±10%)V的交流電,對于電源線來的干擾,PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴重的環境,可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器,以減少設備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。
   FX系列PLC有直流24V輸出接線端,該接線端可為輸入傳感器(如光電開關或接近開關)提供直流24V電源。當輸入端使用外接直流電源時,應選用直流穩壓電源。因為普通的整流濾波電源,由于紋波的影響,容易使PLC接收到錯誤信息。
  
   二、安裝與布線
  
   1. 動力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應分別配線,隔離變壓器與PLC和I/O之間應采用雙膠線連接。
   2. PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備,不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。
   3. PLC的輸入與輸出最好分開走線,開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線,屏蔽層應一端或兩端接地,接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。
   4. PLC基本單元與擴展單元以及功能模塊的連接線纜應單獨敷設,以防止外界信號的干擾。
   5. 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜,輸出線應盡量遠離高壓線和動力線,避免并行。
  
   三、I/O端的接線
  
   1. 輸入接線
   (1)輸入接線一般不要超過30米。但如果環境干擾較小,電壓降不大時,輸入接線可適當長些。
   (2)輸入/輸出線不能用同一根電纜,輸入/輸出線要分開。
   (3)盡可能采用常開觸點形式連接到輸入端,使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致,便于閱讀。
  
   2. 輸出連接
   (1)輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。在不同組中,可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。
   (2)由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上,并且連接至端子板,若將連接輸出元件的負載短路,將燒毀印制電路板,因此,應用熔絲保護輸出元件。
   (3)采用繼電器輸出時,所承受的電感性負載的大小,會影響到繼電器的使用壽命,因此,使用電感性負載時選擇繼電器工作壽命要長。
   (4)PLC的輸出負載可能產生干擾,因此要采取措施加以控制,如直流輸出的續流管保護,交流輸出的阻容吸收電路,晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護。
  
   四、外部安全電路
  
   為了確保整個系統能在安全狀態下可靠工作,避免由于外部電源發生故障、PLC出現異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經濟損失和人身傷亡事故,PLC外部應安裝必要的保護電路。
  
   (1)急停電路。對于能使用戶造成傷害的危險負載,除了在控制程序中加以考慮之外,還應設計外部緊急停車電路,使得PLC發生故障時,能將引起傷害的負載電源可靠切斷。
   (2)保護電路。正反向運轉等可逆操作的控制系統,要設置外部電器互鎖保護;往復運行及升降移動的控制系統,要設置外部限位保護電路。
   (3)可編程控制器有監視定時器等自檢功能,檢查出異常時,輸出全部關閉。但當可編程控制器CPU故障時就不能控制輸出,因此,對于能使用戶造成傷害的危險負載,為確保設備在安全狀態下運行,需設計外電路加以防護。
   (4)電源過負荷的防護。如果PLC電源發生故障,中斷時間少于10秒,PLC工作不受影響,若電源中斷超過10秒或電源下降超過允許值,則PLC停止工作,所有的輸出點均同時斷開;當電源恢復時,若RUN輸入接通,則操作自動進行。因此,對一些易過負載的輸入設備應設置必要的限流保護電路。
   (5)重大故障的報警及防護。對于易發生重大事故的場所,為了確保控制系統在重大事故發生時仍可靠的報警及防護,應將與重大故障有聯系的信號通過外電路輸出,以使控制系統在安全狀況下運行。
  
   五、PLC的接地
  
   良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件,可以避免偶然發生的電壓沖擊危害。PLC的接地線與機器的接地端相接,接地線的截面積應不小于2mm2 ,接地電阻小于100Ω;如果要用擴展單元,其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應給PLC接上專用地線,接地點應與動力設備(如電機)的接地點分開;若達不到這種要求,也必須做到與其它設備公共接地,禁止與其它設備串連接地。接地點應盡可能靠近PLC。
  
   六、冗余系統與熱備用系統
  
   在石油、化工、冶金等行業的某些系統中,要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統發生故障,將會造成停產、原料大量浪費或設備損壞,給企業造成極大的經濟損失。但是僅靠提高控制系統硬件的可靠性來滿足上述要求是遠遠不夠的,因為PLC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系統或熱備用系統就能夠比較有效地解決上述問題。
   1. 冗余控制系統
   在冗余控制系統中,整個PLC控制系統(或系統中最重要的部分,如CPU模塊)由兩套完全相同的系統組成。兩塊CPU模塊使用相同的用戶程序并行工作,其中一塊是主CPU,另一塊是備用 CPU;主CPU工作,而備用CPU的輸出是被禁止的,當主CPU發生故障時,備用CPU自動投入運行。這一切換過程是由冗余處理單元RPU控制的,切換時間在1~3個掃描周期,I/O系統的切換也是由RPU完成的。
   2. 熱備用系統
   在熱備用系統中,兩臺CPU用通訊接口連接在一起,均處于通電狀態。當系統出現故障時,由主CPU通知備用CPU,使備用CPU投入運行。這一切換過程一般不太快,但它的結構有比冗余系統簡單
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