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對可靠性要求較高的應用場合,冗余設計和降級操作是必要的。冗余設計可采用熱后備或冷后備方式。熱后備方式操作時,冗余的后備系統也同時運行,兩者輸出的結果*時,表示系統是正常運行的;一旦結果不*,則發出警報信號,同時,根據自診斷的結果,切換到正常的系統去。冷后備方式操作時,冷后備系統不運行,它在自診斷檢測出運行系統故障后才切入后備系統。對PLC來說,冗余系統的范圍主要是CPU、存儲單元、電源系統和通信系統,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) 降級操作是指在設計時,將手動操作包括在內的設計。例如,緊急停車的設計,關鍵設備的開停和再啟動功能的設計等。這樣,一旦發生故障,可采用降級的操作,即對部分或全部設備進行手動的開停操作,以避免設備的損壞或對人員的傷害。此外,在設計中也可考慮從全自動到半自動、直至手動的操作等。
1.5 PLC的I/O電路
1) 由于PLC是通過輸入電路接受開關量、模擬量等輸入信號,因此輸入電路的元器件質量的好壞和連接方式直接影響著控制系統的可靠性。比如:按鈕、行程開關等輸入開關量的觸點接觸是否良好、接線是否牢固等。設備上的機械限位開關是比較容易產生故障的元件。在設計時,應盡量選用可靠性高的接近開關代替機械限位開關。此外,按鈕的常開和常閉觸點的選擇也會影響到系統的可靠性?,F以一個簡單的起動、停止控制線路為例,如圖2和圖3所示的是兩個控制線路和它們的對應梯形圖。這兩個控制線路的控制功能*一樣,按下起動按鈕,輸出動作;按下停止按鈕,輸出斷開;但它們的可靠性不一樣。我們假設輸出斷開為安全狀態,那么圖3的可靠性要比圖2的高。這是因為SB1、SB2都有發生故障的可能,而較常見的現象是輸
別是頻率有關,一般通過設置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
(2)來自系統外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入,通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較嚴重。
(3)來自電源的干擾
實踐證明,因電源引入的干擾造成PLC控制系統故障的情況很多,筆者在某工程調試中遇到過,后更換隔離性能更高的PLC電源,問題才得到解決。
PLC系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣,將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化,入開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等,都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源,但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上,由于分布參數特別是分布電容的存在,隔離是不可能的。
(4)來自信號線引入的干擾
危害: 高溫絕緣損壞、強大的電動應力產生機械性損壞。
保護特性: 可靠、瞬動斷開電源。
注意:短路保護不應受起動電流的影響而動作。
短路保護裝置:熔斷器、自動開關
說明:1)、自動開關把測量元件和執行元件裝在一起,直接切斷電源。
2)熔斷器的熔體本身就是測量和執行元件,直接切斷電源。
2、過電流保護(不超過2. 5倍的額定值 )
保護特性:瞬動斷開電源。
過載保護裝置:過電流繼電器
說明:過電流繼電器的過電流保護通過接觸器(執行元件)完成,為了能切斷過電流,接觸器的觸點容量需加大。
3、過載保護(通常1. 5倍的額定值以內)
保護特性:反時限特性。
過載保護裝置:熱繼電器
說明:熱繼電器動作后不能馬上復位。
熱敏電阻作為測量元件的熱繼電器,嵌在電機的繞組或發熱元件中,以便更準確地測量溫升的部位。當被測部件達到的溫度時,切斷電路進行保護。
4、欠電流保護(一般在直流電路中)
保護特性:瞬動斷開電源。
欠電流保護裝置:欠電流繼電器
1、短路保護(幾倍到幾十倍的額定電流)
危害: 高溫絕緣損壞、強大的電動應力產生機械性損壞。
保護特性: 可靠、瞬動斷開電源。
注意:短路保護不應受起動電流的影響而動作。
短路保護裝置:熔斷器、自動開關
說明:1)、自動開關把測量元件和執行元件裝在一起,直接切斷電源。
2)熔斷器的熔體本身就是測量和執行元件,直接切斷電源。
2、過電流保護(不超過2. 5倍的額定值 )
保護特性:瞬動斷開電源。
過載保護裝置:過電流繼電器
說明:過電流繼電器的過電流保護通過接觸器(執行元件)完成,為了能切斷過電流,接觸器的觸點容量需加大。
3、過載保護(通常1. 5倍的額定值以內)
保護特性:反時限特性。
過載保護裝置:熱繼電器
說明:熱繼電器動作后不能馬上復位。
熱敏電阻作為測量元件的熱繼電器,嵌在電機的繞組或發熱元件中,以便更準確地測量溫升的部位。當被測部件達到的溫度時,切斷電路進行保護。
4、欠電流保護(一般在直流電路中)
保護特性:瞬動斷開電源。