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隨著科學技術的發展,PLC在工業控制中的應用越來越廣泛。PLC控制系統的可靠性直接影響到工業企業的安全生產和經濟運行,系統的抗*力是關系到整個系統可靠運行的關鍵。自動化系統中所使用的各種類型PLC,有的是集中安裝在控制室,有的是安裝在生產現場和各電機設備上,它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中。要提高PLC控制系統可靠性,設計人員只有預先了解各種干擾才能有效保證系統可靠運行。
2.電磁干擾源及對系統的干擾是什么?
影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣,大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位,這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源,即干擾源。
干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中:按噪聲產生的原因不同,分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等;按噪聲的波形、性質不同,分為持續噪聲、偶發噪聲等;按聲音干擾模式不同,分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差,主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態(同方向)電壓送加所形成。共模電壓有時較大,特別是采用隔離性能差的電器供電室,變送器輸出信號的共模電壓普遍較高,有的可高達130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞(這就是一些系統I/O模件損壞率較高的原因),這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓,主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干系列可擴展到2048點,OMRON公司的C1000H、CV1000,當地配置可達1024點。C2000H、CV2000當地配置可達2048點。
超大型機:控制點數可達萬點,以至于幾萬點。如美國GE公司的90-70機,其點數可達24000點,另外還可有8000路的模擬量。再如美國*康公司的PC-E984--785機,其開關量具總數為32k(32768),模擬量有2048路。西門子的SS-115U-CPU945,其開關量總點數可達8k,另外還可有512路模擬量。等等。
以上這種劃分是不嚴格的,只是大致的,目的是便于系統的配置及使用。
一般講,根據實際的I/O點數,凡落在上述不同范圍者,選用相應的機型,性能價格比必然要高;相反,肯定要差些。
自然,也有特殊情況。如控制點數不是非常之多,不是非用大型機不可,但因大型機的特殊控制單元多,可進行熱備配置,因而采用了大型機。
行調整,使之完善就是了。
(5)改用方便:PLC用于某設備,若這個設備不再使用了,其所用的PLC還可給別的設備使用,只要改編一下程序,就可辦到。如果原設備與新設備差別較大,它的一些模塊還可重用。
2.3工作可靠
用PLC實現對系統的控制是非??煽康?。這是因為PLC在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施,確保它能可靠工作。事實上,如果PLC工作不可靠,就無法在工業環境下運用,也就不成其為PLC了。
(1) 在硬件方面:
PLC的輸入輸出電路與內部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且,CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運行不受外界的電與磁干擾,能正常地工作。
PLC使用的元器件多為無觸點的,而且為高度集成的,數量并不太多,也為其可靠工作提供了物質基礎。
在機械結構設計與制造工藝上,為使PLC能安全可靠地工作,也采取了很多措施,可確保PLC耐振動、耐沖擊。使用環境溫度可高達攝氏50多度,有的PLC可高達80--90度。
有的PLC的模塊可熱備,一個主機工作,另一個主機也運轉,但不參與控制,僅作備份。一旦工作主機出現故障,熱備的可自動接替其工作。
還有更進一步冗余的,采用三取一的設計,CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作,終輸出取決于三者中的多數決定的結果。這可使系統出故障的機率幾乎為零,做到*。當然,這樣的系統成本是很高的,只用于特別重要的場合,如鐵路車站的道叉控制系統。
(2)軟件方面:
PLC的工作方式為掃描加中斷,這既可保證它能有序地工作,避免繼電控制系統常出現的"冒險競爭",其控制結果總是確定的;而且又能應急處理急于處理的控制,保證了PLC對應急情況的及時響應,使PLC能可靠地工作。
為監控PLC運行程序是否正常,PLC系統都設置了"看門狗"(Watchingdog)監控程序。運行用戶程序開始時,先清"看門狗"定時器,并開始計時。當用戶程序一個循環運行完了,則查看定時器的計時值。若超時(一般不超過100ms),則報警。嚴重超時,還可使PLC停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施。定時器的計時值若不超時,則重復起始的過程,PLC將正常工作。顯然,有了這個"看門狗"監控程序,可保證PLC用戶程序的正常運行,可避免出現"死循環"而影響其工作的可靠性。
PLC還有很多防止及檢測故障的指令,以產生各重要模塊工作正常與否的提示信號??赏ㄟ^編制相應的用戶程序,對PLC的工作狀況,以及PLC所控制的系統進行監控,以確保其可靠工作。
PLC每次上電后,還都要運行自檢程序及對系統進行初始化。這是系統程序配置了的,用戶可不干預。出現故障時有相應的出錯信號提示。
正是PLC在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施,才