工业生产一般对控制设备要求很高,应具有很强的抗干扰能力和高的可靠性,能在恶劣的环境中可靠地工作,平均故障间隔时间长,故障修复时间短。这是PLC控制优于微机控制的一大特点。例如日本的三菱公司F1、F2系列平均故障间隔时间长达30万h,而A系列的可靠性比F1、F2系列更高。
PLC控制系统的故障通常有两种:一种是偶发性故障,即由于恶劣环境(电磁干扰、超高温、过电压、欠电压)引起的,这类故障只要不引起系统部件的损坏,一旦环境条件恢复正常,系统本应随之恢复正常,但因PLC受外界影响后,内部存储的信息被破坏,必须从初始状态重新起动。另一类是性故障,是由于元器件不可恢复的损坏引起的。
在PLC设计中,可以从硬件和软件两方面采取措施,防止以上故障的发生,以提高其可靠性。主要措施有:
①硬件措施有:
屏蔽:对电源变压器、CPU编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。
滤波:对供电系统及输入/输出线路采用多种形式的滤波,如LC式π型滤波网络,以消除高频干扰和削弱各种模块之间的相互影响。
电源的调整与保护:对微处理器这个核心部件所需的+5V电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压影响。
6ES7 321-1BH02-0AA0 | 开入模块(16点,24VDC) |
6ES7 321-1BH02-9AJ0 | 开入模块(16点,24VDC)组合件 (6ES7 321-1BH02-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 321-1BH10-0AA0 | 开入模块(16点,24VDC) |
6ES7 321-1BH50-0AA0 | 开入模块(16点,24VDC,源输入) |
6ES7 321-1BH50-9AJ0 | 开入模块(16点,24VDC,源输入)组合件 (6ES7 321-1BH50-0AA0+6ES7392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 321-1BL00-0AA0 | 开入模块(32点,24VDC) |
6ES7 321-1BL00-9AM0 | 开入模块(32点,24VDC)组合件 (6ES7 321-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
6ES7 321-7BH01-0AB0 | 开入模块(16点,24VDC,诊断能力) |
6ES7 321-1EL00-0AA0 | 开入模块(32点,120VAC) |
6ES7 321-1FF01-0AA0 | 开入模块(8点,120/230VAC) |
6ES7 321-1FF10-0AA0 | 开入模块(8点,120/230VAC)与公共电位单独连接 |
6ES7 321-1FH00-0AA0 | 开入模块(16点,120/230VAC) |
6ES7 321-1FH00-9AJ0 | 开入模块(16点,120/230VAC) (6ES7 321-1FH00-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 321-1CH00-0AA0 | 开入模块(16点,24/48VDC) |
6ES7 321-1CH20-0AA0 | 开入模块(16点,48/125VDC) |
6ES7 321-1BP00-0AA0 | 光电隔离,每组 16,64 DI,DC 24V,3MS,漏/源 |
6ES7 322-1BP00-0AA0 | 光电隔离,每组 16,64 DO,DC 24V,0.3A(源),总电流2A/组 |
6ES7 322-1BH01-0AA0 | 开出模块(16点,24VDC) |
6ES7 322-1BH01-9AJ0 | 开出模块(16点,24VDC) (6ES7 322-1BH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 322-1BH10-0AA0 | 开出模块(16点,24VDC)高速 |
6ES7 322-1CF00-0AA0 | 开出模块(8点,48-125VDC) |
6ES7 322-8BF00-0AB0 | 开出模块(8点,24VDC)诊断能力 |
6ES7 322-5GH00-0AB0 | 开出模块(16点,24VDC,独立接点,故障保护) |
6ES7 322-1BL00-0AA0 | 开出模块(32点,24VDC) |
6ES7 322-1BL00-9AM0 | 开出模块(32点,24VDC) (6ES7 322-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
6ES7 322-1FL00-0AA0 | 开出模块(32点,120VAC/230VAC) |
6ES7 322-1BF01-0AA0 | 开出模块(8点,24VDC,2A) |
6ES7 322-1FF01-0AA0 | 开出模块(8点,120V/230VAC) |
6ES7 322-5FF00-0AB0 | 开出模块(8点,120V/230VAC,独立接点) |
6ES7 322-1HF01-0AA0 | 开出模块(8点,继电器,2A) |
6ES7 322-1HF01-9AJ0 | 开出模块(8点,继电器,2A) (6ES7 322-1HF01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 322-1HF10-0AA0 | 开出模块(8点,继电器,5A,独立接点) |
6ES7 322-1HH01-0AA0 | 开出模块(16点,继电器)DO |
6ES7 322-1HH01-9AJ0 | 开出模块(16点,继电器) (6ES7 322-1HH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
6ES7 322-5HF00-0AB0 | 开出模块(8点,继电器,5A,故障保护) |
6ES7 322-1FH00-0AA0 | 开出模块(16点,120V/230VAC) |
隔离:在微处理器与输入/输出电路之间,采用光电隔离,有效地隔离输入/输出间电的联系,减少故障和误动作的可能。
联锁:所有输出模块都受开门信号控制,而这个信号只在规定的各种条件都满足时才有效,这样就有效地防止了产生不正常输出的可能性。
采用模块式结构:这种结构有助于故障情况下短时修复。
设置环境检测和诊断电路:这种分电路与软件配合,可以实现灵活保护与故障指示等功能。
②软件措施有:
故障检测:软件定期地检测外界环境,对诸如掉电、强干扰信号等情况能及时进行处理。
信息保护和恢复:对偶发性故障只要故障条件出现时,不破坏PLC内部的信息,一旦故障条件消失,就可恢复正常,继续原来的工作。
设置了警戒时钟WDT:如果程序每循环执行时间超过了WDT规定时间,预示了程序进入死循环,立即报警。
加强对程序的检查和检验:一旦程序有错,立即报警并停止执行。
对程序及动态数据进行电池后备:停电后,利用后备电池供电,有关状态及信息就不会而丢失。
这样,PLC的可靠性、抗干扰能力大大提高。例如美国通用电气公司制成的PC控制模块平均无故障率可达1千万小时之多,组成系统后的平均无故障率可达4至5千万小时。