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詳細(xì)介紹
西門子NCU5725控制主板控制系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)效率和安全，不論是硬件,、還是軟件或者外圍設(shè)備,，只要其中某一環(huán)節(jié)出問題都將導(dǎo)致停產(chǎn),。因而它是討論技術(shù)要求的首要因素,。圖1為分析PLC控制系統(tǒng)故障圖。
由圖1可見,，只有5%的故障發(fā)生在可編程控制器中,，這說明可編程控制器本身的可靠性遠(yuǎn)高于外部設(shè)備的可靠性，90%的故障發(fā)生在I/O模板中,，只有10%的故障發(fā)生在控制器中,。說明發(fā)生在可編程控制器CPU、存儲(chǔ)器,、系統(tǒng)總線和電源中的故障只占系統(tǒng)總故障的0.5%,，而發(fā)生在I/O模板中的故障也只占系統(tǒng)全部故障的4.5%。分析可見,，通常,，在實(shí)際應(yīng)用中往往從以下幾方面來考慮：
(1)要注意外部設(shè)備的選擇，縮短大量的維修時(shí)間,。
(2)數(shù)據(jù)和程序的保護(hù),。大部分PLC控制系統(tǒng)都采用鋰電池支持的RAM來存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序，一般一支電池的壽命為5年左右,，用完后應(yīng)用程序?qū)⑷縼G失,。因此一些重要的地方常采用存儲(chǔ)卡來存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序。將程序及技術(shù)資料作為存檔保存起來,。以防后備使用,。
(3)安裝與布線要采取一定的抗干擾措施。一般PLC電源都采用帶屏蔽層1：1隔離變壓器供電,，在有較強(qiáng)干擾源的環(huán)境中使用時(shí),，應(yīng)將屏蔽層和PLC浮地端子接地，接地線面積不能小于2mm2,。接地線要采取獨(dú)立的方式,，不能用與其它設(shè)備串聯(lián)方式接地。PLC電源線,，I/O電源線,，輸入、輸出信號(hào)線，交,、直流線都應(yīng)盡量分開布線,。開關(guān)量信號(hào)線與模擬量信號(hào)線也應(yīng)該分開布線，后者應(yīng)用屏蔽線,，并且將屏蔽層可靠接地等等,。
3 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的方法
在PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，提高其可靠性的方法貫穿在系統(tǒng)和軟,、硬件和外圍設(shè)備設(shè)計(jì)的始終,。
3.1 重視安裝
提高PLC控制系統(tǒng)可靠性是一項(xiàng)長(zhǎng)期、持久的工作,。首先,，施工和安裝是非常重要的環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格把關(guān),，這樣可減少投產(chǎn)故障率,。其次，要保證檢修質(zhì)量,，特別是技改線路改動(dòng)和系統(tǒng)改造,，是目前的當(dāng)務(wù)之急。否則,，幾年的系統(tǒng)改造后,，大量線路的更換，線號(hào)丟失及程序變更,，該記錄備份的沒有做記錄等,。致使維護(hù)工作量加大，可靠性得不到保證,。這一項(xiàng)是人們極易疏忽的,，必需引起高度重視。
3.2 老化篩選法
通常我們用“老化篩選”的方法,，就是結(jié)束“早期”,，延長(zhǎng)“偶然期”，“損耗期”及時(shí)更換來提高PLC系統(tǒng)的可靠性,。該方法主要用于不可修復(fù)元件,。PLC控制系統(tǒng)的失效率是與時(shí)間有關(guān)。我們將設(shè)備元件的故障率y(t)隨時(shí)間變化劃分為三個(gè)時(shí)期進(jìn)行分析,，如圖2所示,。這種變化曲線通常稱故障率曲線也稱為浴盆曲線。
(1)早期故障較高(O～t0期西門子NCU5725控制主板間),。主要是由于系統(tǒng)內(nèi)在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,、元器件質(zhì)量、安裝和工藝缺陷等不合理原因引起，但隨時(shí)間的增加故障率迅速降低,。這一時(shí)期的主要任務(wù)是盡早找出不可靠的因素使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定下來,。
(2)偶然期故障期(t0～t1期間)比較穩(wěn)定，也可稱為隨機(jī)故障期,。此時(shí)期故障是隨機(jī)發(fā)生的,，系統(tǒng)的故障率zui低而且穩(wěn)定，可視為常數(shù),。這一時(shí)期是系統(tǒng)的狀態(tài)期,，在運(yùn)行中應(yīng)以加強(qiáng)維護(hù)延長(zhǎng)這段時(shí)期的時(shí)間，應(yīng)做好定期檢修和維護(hù)工作,。
(3)損耗期(t1之后)故障率上升,，這是因?yàn)槌r(shí)間以來構(gòu)成系統(tǒng)的某些零件已經(jīng)老化耗損,，壽命衰竭機(jī)械和電氣磨損以及絕緣的老化所引起,。在這段時(shí)期中大部分元件要開始失效。如能事先知道損耗開始的時(shí)間,，事先更換元器件,，延長(zhǎng)系統(tǒng)的有效壽命。推遲耗損故障期的到來,。
4 PLC控制系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)方法
盡管PLC的運(yùn)行是安全,、可靠的，作為一個(gè)系統(tǒng)來說,，穩(wěn)定可靠仍然是不可忽視的問題.系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)要充分利用PLC的特點(diǎn),，使PLC的運(yùn)行能真正達(dá)到安全、可靠,。
(1)硬件保護(hù),。主要包括：聯(lián)鎖保護(hù)、限位保護(hù)和急停保護(hù)等,。
(2)軟件保護(hù),。主要包括：聯(lián)鎖保護(hù)、限位保護(hù),、*保護(hù)和自檢保護(hù)等,。PLC是利用存儲(chǔ)程序進(jìn)行控制，用存儲(chǔ)的程序進(jìn)行安裝保護(hù),，也可以使其只執(zhí)行正確的操作,，而拒絕錯(cuò)誤的命令。軟件保護(hù)主要利用自檢信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,，清除故障;也可針對(duì)工程的特點(diǎn),，自編診斷程序而排除故障，以確保PLC可靠、穩(wěn)定,、安全運(yùn)行,。
5 PLC控制系統(tǒng)可靠性的管理
5.1 人的管理
隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化的科學(xué)含量不斷的提高,。這將對(duì)工作人員的素質(zhì)提出更高的要求,。工作人員不但要熟悉設(shè)備情況、檢修,、規(guī)劃和設(shè)計(jì)等;而且還要懂得計(jì)算機(jī)以及具有一定技術(shù)水平,。因此，必須從人員的培訓(xùn)力度,、培訓(xùn)方式和培訓(xùn)內(nèi)容等著手,。不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和思想素質(zhì)，才能勝任其工作崗位,。
5.2維護(hù)管理
PLC控制系統(tǒng)的可靠性,，其主要因素還是要做好后期的維護(hù)管理工作，維護(hù)設(shè)備主要部位：供電電源,，外部環(huán)境,、安裝狀態(tài)、電源(Ps),、中央處理單元(CPU),、信號(hào)模板(SM)及壽命元件輸人、輸出中間繼電器等外圍設(shè)備等,。
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