一、工作環(huán)境
1. 溫度
PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃,安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大,基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔;開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗,防止太陽(yáng)光直接照射;如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55℃,要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。
2. 濕度
為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。
3. 震動(dòng)
應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源,防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí),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(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)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(110%)V的交流電,對(duì)于電源線(xiàn)來(lái)的干擾,PLC本身具有足夠的抵制能力。對(duì)于可靠性要求很高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境,可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器,以減少設(shè)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(xiàn)端,該接線(xiàn)端可為輸入傳感器(如光電開(kāi)關(guān)或接近開(kāi)關(guān))提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí),應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源,由于紋波的影響,容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。
二、安裝與布線(xiàn)
1. 動(dòng)力線(xiàn)、控制線(xiàn)以及PLC的電源線(xiàn)和I/O線(xiàn)應(yīng)分別配線(xiàn),隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線(xiàn)連接。
2. PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備,不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。
3. PLC的輸入與輸出最好分開(kāi)走線(xiàn),開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線(xiàn),屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地,接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。
4. PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線(xiàn)纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè),以防止外界信號(hào)的干擾。
5. 交流輸出線(xiàn)和直流輸出線(xiàn)不要用同一根電纜,輸出線(xiàn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn),避免并行。
三、I/O端的接線(xiàn)
1. 輸入接線(xiàn)
(1)輸入接線(xiàn)一般不要超過(guò)30米。但如果環(huán)境干擾較小,電壓降不大時(shí),輸入接線(xiàn)可適當(dāng)長(zhǎng)些。
(2)輸入/輸出線(xiàn)不能用同一根電纜,輸入/輸出線(xiàn)要分開(kāi)。
(3)盡可能采用常開(kāi)觸點(diǎn)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(xiàn)分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中,可采用不同類(lèi)型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類(lèi)型、同一電壓等級(jí)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(fù)載短路,將燒毀印制電路板,因此,應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。
(3)采用繼電器輸出時(shí),所承受的電感性負(fù)載的大小,會(huì)影響到繼電器的使用壽命,因此,使用電感性負(fù)載時(shí)選擇繼電器工作壽命要長(zhǎng)。
(4)PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾,因此要采取措施加以控制,如直流輸出的續(xù)流管保護(hù),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(hù)。
四、外部安全電路
為了確保整個(gè)系統(tǒng)能在安全狀態(tài)下可靠工作,避免由于外部電源發(fā)生故障、PLC出現(xiàn)異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡事故,PLC外部應(yīng)安裝必要的保護(hù)電路。
(1)急停電路。對(duì)于能使用戶(hù)造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載,除了在控制程序中加以考慮之外,還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車(chē)電路,使得PLC發(fā)生故障時(shí),能將引起傷害的負(fù)載電源可靠切斷。
(2)保護(hù)電路。正反向運(yùn)轉(zhuǎn)等可逆操作的控制系統(tǒng),要設(shè)置外部電器互鎖保護(hù);往復(fù)運(yùn)行及升降移動(dòng)的控制系統(tǒng),要設(shè)置外部限位保護(hù)電路。
(3)可編程控制器有監(jiān)視定時(shí)器等自檢功能,檢查出異常時(shí),輸出全部關(guān)閉。但當(dāng)可編程控制器CPU故障時(shí)就不能控制輸出,因此,對(duì)于能使用戶(hù)造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載,為確保設(shè)備在安全狀態(tài)下運(yùn)行,需設(shè)計(jì)外電路加以防護(hù)。
(4)電源過(guò)負(fù)荷的防護(hù)。如果PLC電源發(fā)生故障,中斷時(shí)間少于10秒,PLC工作不受影響,若電源中斷超過(guò)10秒或電源下降超過(guò)允許值,則PLC停止工作,所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開(kāi);當(dāng)電源恢復(fù)時(shí),若RUN輸入接通,則操作自動(dòng)進(jìn)行。因此,對(duì)一些易過(guò)負(fù)載的輸入設(shè)備應(yīng)設(shè)置必要的限流保護(hù)電路。
(5)重大故障的報(bào)警及防護(hù)。對(duì)于易發(fā)生重大事故的場(chǎng)所,為了確保控制系統(tǒng)在重大事故發(fā)生時(shí)仍可靠的報(bào)警及防護(hù),應(yīng)將與重大故障有聯(lián)系的信號(hào)通過(guò)外電路輸出,以使控制系統(tǒng)在安全狀況下運(yùn)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(fā)生的電壓沖擊危害。PLC的接地線(xiàn)與機(jī)器的接地端相接,接地線(xiàn)的截面積應(yīng)不小于2mm2 ,接地電阻小于100Ω;如果要用擴(kuò)展單元,其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾,應(yīng)給PLC接上專(zhuān)用地線(xiàn),接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備(如電機(jī))的接地點(diǎn)分開(kāi);若達(dá)不到這種要求,也必須做到與其它設(shè)備公共接地,禁止與其它設(shè)備串連接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。
六、冗余系統(tǒng)與熱備用系統(tǒng)
在石油、化工、冶金等行業(yè)的某些系統(tǒng)中,要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統(tǒng)發(fā)生故障,將會(huì)造成停產(chǎn)、原料大量浪費(fèi)或設(shè)備損壞,給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。但是僅靠提高控制系統(tǒng)硬件的可靠性來(lái)滿(mǎn)足上述要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,因?yàn)镻LC本身可靠性的提高是有一定的限度。使用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)就能夠比較有效地解決上述問(wèn)題。
1. 冗余控制系統(tǒng)
在冗余控制系統(tǒng)中,整個(gè)PLC控制系統(tǒng)(或系統(tǒng)中最重要的部分,如CPU模塊)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成。兩塊CPU模塊使用相同的用戶(hù)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(dāng)主CPU發(fā)生故障時(shí),備用CPU自動(dòng)投入運(yùn)行。這一切換過(guò)程是由冗余處理單元RPU控制的,切換時(shí)間在1~3個(gè)掃描周期,I/O系統(tǒng)的切換也是由RPU完成的。
2. 熱備用系統(tǒng)
在熱備用系統(tǒng)中,兩臺(tái)CPU用通訊接口連接在一起,均處于通電狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),由主CPU通知備用CPU,使備用CPU投入運(yùn)行。這一切換過(guò)程一般不太快,但它的結(jié)構(gòu)有比冗余系統(tǒng)簡(jiǎn)單。
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