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140CRA93101 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)計的控制設(shè)備。當(dāng)工作環(huán)境較為惡劣,如電磁干擾較強、濕度高、電源、輸入和輸出電路等易受到干擾時,會使控制系統(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)避免安裝在有振動的場所;對振動源允許的條件則應(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,應(yīng)將PLC封閉安裝。
1.2 140CRA93101 電源的要求
不同的PLC產(chǎn)品,對電源的要求也不同,這里包括電源的電壓等級、頻率、交流紋波系數(shù)和輸入輸出的供電方式等。
對電磁干擾較強、而對PLC可靠性要求又較高的場合,PLC的供電應(yīng)與動力供電和控制電路供電分開;必要時,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)計時,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。對由控制器本身提供的直流電源,應(yīng)了解它所能提供的zui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行的前提。在設(shè)計時,PLC的接地應(yīng)與動力設(shè)備的接地分開,采用接地;如不能分開接地時,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。
2) PLC的接線包括輸入接線和輸出接線。輸入接線的長度不宜過長,一般不大于30m;在線路距離較長時,可采用中間繼電器進(jìn)行信號的轉(zhuǎn)換。輸入接線的COM端與輸出接線的COM端不能接在一起。輸入接線與輸出接線的電纜應(yīng)分開設(shè)置。必要時,可在現(xiàn)場分別設(shè)置接線箱。集成電路或晶體管設(shè)備的輸入信號和輸出信號的接線必須采用屏蔽電纜;屏蔽層的接地端應(yīng)為一點接地,接地點宜在控制器側(cè)。
1.4 140CRA93101 冗余設(shè)計和降級操作設(shè)計
1) 對可靠性要求較高的應(yīng)用場合,冗余設(shè)計和降級操作是必要的。冗余設(shè)計可采用熱后備或冷后備方式。熱后備方式操作時,冗余的后備系統(tǒng)也同時運行,兩者輸出的結(jié)果*時,表示系統(tǒng)是正常運行的;一旦結(jié)果不*,則發(fā)出警報信號,同時,根據(jù)自診斷的結(jié)果,切換到正常的系統(tǒng)去。冷后備方式操作時,冷后備系統(tǒng)不運行,它在自診斷檢測出運行系統(tǒng)故障后才切入后備系統(tǒng)。對PLC來說,冗余系統(tǒng)的范圍主要是CPU、存儲單元、電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng),只有在可靠性要求很高時,才會包括輸入輸出單元的冗余等。
2) 降級操作是指在設(shè)計時,將手動操作包括在內(nèi)的設(shè)計。例如,緊急停車的設(shè)計,關(guān)鍵設(shè)備的開停和再啟動功能的設(shè)計等。這樣,一旦發(fā)生故障,可采用降級的操作,即對部分或全部設(shè)備進(jìn)行手動的開停操作,以避免設(shè)備的損壞或?qū)θ藛T的傷害。此外,在設(shè)計中也可考慮從全自動到半自動、直至手動的操作等。
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