浔之漫智控技术-西门子PLC代理商
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伊春西门子S7-200代理商

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在实际控制系统中,接地是抑制干扰使系统可靠工作的主要方法。在设计中如能把接地和屏蔽正确地结合起来使用,可以解决大部分干扰问题。
1、 正确的接地方法
接地设计有两个基本目的:消除各电路电流流经公共地线阻抗所产生的噪声电压和避免磁场与电位差的影响,使其不形成地环路,如果接地方式不好就会形成环路,造成噪声耦合。
理想的情况是一个系统的所有接地点与大地之问阻抗为零,但在实际接地中总存在着连接阻抗和分散电容。
2、各种不同接地的处理
◆ 数字地(也叫逻辑地,是各种开关量信号的零电位)
◆ 模拟地(是各种模拟量信号的零电位)
◆ 信号地(是指传感器的地)
◆ 交流地(交流供电电源的地线,这种地通常是产生噪声的地)
◆ 直流地(直流供电电源的地)
◆ 屏蔽地(也叫机壳地,为防止静电感应而设)
(1)一点接地和多点接地。
高频电路一般应就近多点接地,低频电路应一点接地。
(2)交流地与信号地不能共用。
(3)浮地与接地的比较。
全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来,这种方法简单,但整个系统与大地的绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力,但一旦绝缘下降就会带来干扰。
还有一种方法,就是将机壳接地,其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强,安全可靠,但实现起来比较复杂。
由此可见,可编程序控制器系统还是以接大地为好。
(4)模拟地。
模拟地的接法十分重要,为了提高抗共模干扰能力,对于模拟信号可采用屏蔽浮地技术。
(5)屏蔽地。
在控制系统中,为了减少信号中电容耦合噪声以便准确检测和控制,对信号采用屏蔽措施是十分必要的。

1.plc主机系统

PLC主机系统容易发生故障的地方一般在电源系统和通讯网络系统,电源在连续工作、散热中,电压和电流的波动冲击是不可避免的。通讯及网络受外部干扰的可能性大,外部环境是造成通讯外部设备故障的大因素之一。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构,长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏,在空气温度变化、湿度变化的影响下,总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM,其使用寿命除了主要与制作工艺相关外,还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都采用高性能的处理芯片,故障率已经大大下降。对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平,加装降温措施,定期除尘,使PLC的外部环境符合其安装运行要求;同时在系统维修时,严格按照操作规程进行操作,谨防人为的对主机系统造成损害。

2.PLC的I/O端口

PLC大的薄弱环节在I/O端口。PLC的技术优势在于其I/O端口,在主机系统的技术水平相差无几的情况下,I/O模块是体现PLC性能的关键部件,因此它也是PLC损坏中的突出环节。要减少I/O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响,首先要按照其使用的要求进行使用,不可随意减少其外部保护设备,其次分析主要的干扰因素,对主要干扰源要进行隔离或处理。

3.现场控制设备

在整个过程控制系统中容易发生故障地点在现场,列出了现场中容易出故障的几个方面。

1)类故障点(也是故障多的地点)在继电器、接触器。如该生产线PLC控制系统的日常维护中,电气备件消耗量大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品本身外,就是现场环境比较恶劣,接触器触点易打火或氧化,然后发热变形直至不能使用。在该生产线上所有现场的控制箱都是选用密闭性较好的盘柜,其内部元器件较其他采用敞开式盘柜内元器件的使用寿命明显要长。

所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器,改善元器件使用环境,减少更换的频率,以减少其对系统运行的影响。

2)第二类故障多发点在阀门或闸板这一类的设备上,因为这类设备的关键执行部位,相对的位移一般较大,或者要经过电气转换等几个步骤才能完成阀门或闸板的位置转换,或者利用电动执行机构推拉阀门或闸板的位置转换,机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护,机械、电气失灵是故障产生的主要原因,因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检,发现问题及时处理。我厂对此类设备建立了严格的点检制度,经常检查阀门是否变形,执行机构是否灵活可用,控制器是否有效等,很好地保证了整个控制系统的有效性。

3)第三类故障点可能发生在开关、极限位置、安全保护和现场操作上的一些元件或设备上,其原因可能是因为长期磨损,也可能是长期不用而锈蚀老化。如该生产线窑尾料球储库上的布料行走车来回移动频繁,而且现场粉尘较大,所以接近开关触点出现变形、氧化、粉尘堵塞等从而导致触点接触不好或机构动作不灵敏。对于这类设备故障的处理主要体现在定期维护,使设备时刻处于完好状态。对于限位开关尤其是重型设备上的限位开关除了定期检修外,还要在设计的过程中加入多重的保护措施。

4)第四类故障点可能发生在PLC系统中的子设备,如接线盒、线端子、螺栓螺母等处。这类故障产生的原因除了设备本身的制作工艺原因外还和安装工艺有关,如有人认为电线和螺钉连接是压的越紧越好,但在二次维修时很容易导致拆卸困难,大力拆卸时容易造成连接件及其附近部件的损害。长期的打火、锈蚀等也是造成故障的原因。根据工程经验,这类故障一般是很难发现和维修的。所以在设备的安装和维修中一定要按照安装要求的安装工艺进行,不留设备隐患。

5)第五类故障点是传感器和仪表,这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地,并尽量与动力电缆分开敷设,特别是高干扰的变频器输出电缆,而且要在PIC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关,发现问题应及时处理。

6)第六类故障主要是电源、地线和信号线的噪声(干扰),问题的解决或改善主要在于工程设计时的经验和日常维护中的观察分析。

要减小故障率,很重要的一点是要重视工厂工艺和安全操作规程,在日常的工作中要遵守工艺和安全操作规程,严格执行—些相关的规定,如保持集中控制室的环境等等,同时在生产中也要加强这些方面的霄理

系统供电电源设计是指可编程序控制器CPU工作所需电源系统的设计。它包括供电系统的一般性保护措施、可编程序控制器电源模块的选择和典型供电电源系统的设计。
1、供电系统的保护措施
为了提高系统的可靠性和抗于扰性能,在可编程序控制器供电系统中一般可采取隔离变压器、交流稳压器、ups电源、晶体管开关电源等措施。
2、电源模块的选择
可编程序控制器CPU所需的工作电源一般都是5V直流电源,一般的编程接口和通讯模块还需要5.2V和24V直流电源。这些电源都由可编程序控制器本身的电源模块供给,所以在实际应用中要注意电源模块的选择。
在选择电源模块时,其额定输出功率必须大于CPU模块、所有I/O模块、各种智能模块等总的消耗功率之和,并且要留有30%左右的余量。
3、一般系统供电电源设计
供电设计包括CPU工作电源、各种I/0模块的控制回路工作电源、各种接口模块和通讯智能模块的工作电源。这些工作电源都是由plc的电源模块供电,所以系统供电电源设计就是针对PLC电源模块而言的。
在工程实际中,需要注意以下几点:
(l)电源模块的接线
一般的PLC电源模块都有三个进线端子,在图中分别用LI、N、PE表示。其中LI和N为交流220V进线端子,PE为系统的地,并与机壳相连。
(2)系统接地连接
PLC电源模块的接地端应选择不小于10mm2的铜导体并尽可能短地与交流稳压器、UPS电源、隔离变压器和系统接地相连。


发布时间:2024-05-08
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