8-S7_安全设计ppt课件

1、第8章 PLC的平安设计与维护8.1 硬件平安设计8.2 软件平安设计8.3 PLC的检查8.4 PLC的维护8.1 硬件平安设计 可编程序控制器是一个缺点率极低、安装非常方便的控制器。和其它设备一详，可编程序控制器也需求正确地安装，经常进展检查和科学地维护。下面以S7-200可编程序控制器为例，阐明可编程序控制器的安装、检查和维护。当然本章所述的内容对大多数PLC都有一定的指点意义。 1.PLC的安装 应该留意的是，安装和装配可编程序控制器的各种模块和相关设备时，必需首先切断电源。假设没有做到这一点，能够会导致设备的损坏和人身平安遭到损伤。1PLC安装的普通性指点 在对PLC接线时要确保一切

2、的电器符合国家和地域的电气规范。及时同地域的权威坚持联络，以确定哪些规范符合他的特殊需求。 要正确地运用导线。S7-200模块采用的是l.50mm2 0.50mm2的导线 不要将衔接器的螺钉拧得过紧，最大的扭矩不要超越0.36Nm。 尽量运用短导线最长500米屏蔽线，或300米非屏蔽线，导线要尽量成对运用，用一根中性或公共导线与一根热线或信号线相配对。 将交流线和大电流快速开关的直流线与小电流的信号线隔开。 正确地识别和划分S7200模块的接线端子，并在线端留缓冲线圈 针对闪电式浪涌，安装适宜的浪涌抑制设备。 外部电源不要与DC输出点并联用作输出负载，这能够导致反向电流冲击输出，除非在安装时运

3、用二极管或其它隔离栅。 控制设备在不平安条件下能够会失灵，导致被控制设备的误操作。这样的误动作会导致严重的人身损伤和严重损坏设备。可以思索运用独立于可编程序控制器的紧急停机功能，机电过载维护设备，或其它冗余维护。2运用隔离电路时的接地与电路参考点指南 1运用隔离电路时的接地与电路参考点应遵照以下几点： 应该为每一个安装电路选一个参考点0V，这些不同的参考点能够会连在一同，这种衔接能够会导致料想不到的电流，它们会导致逻辑错误或损坏电路。产生不同参考电势的缘由，经常是由于接地点在物理区域上被分隔的太远。当相距很远的设备被通讯电缆或传感器衔接起来的时候，由电缆线和地之间产生的电流就会流经整个电路。即

4、使在很短的间隔内，大型设备的负载电流也可以在其与地电势之间产生变化，或者经过电磁作用直接产生不可预知的电流。那些不正确选定参考点的电源，相互之间的电路中有能够产生消灭性的电流，以致破坏设备。 当把几个具有不同地电位的CPU连到一个PPI网络时，应该采用隔离的RS485中继器。 PLC产品已在特定点上安装了隔离元件，以防止安装中所不期望的电流产生。当他计划安装时，应思索到哪些地方有这些隔离元件，哪些地方没有。同时他也应思索到相关电源之间的隔离以及其它设备的隔离，还有相关电源的参考点都在什么地方。 他最好选择一个接地参考点，并且用隔离元件来破坏能够产生不可预知电流的无用的电流回路。请记住在暂时性衔

5、接中能够引入新的电路参考点，比如说编程设备与CPU衔接的时候。 在现场接地时，一定要随时留意接地的平安性，并且要正确地操作隔离维护设备。 在大部分的安装中，假设把传感器的供电M端子接到地上可以获得最正确的噪声抑制。 上面是概述的PLC的隔离特性，某些特性对于特殊产品能够会有所不同。请参考相应的PLC系统手册，从中可以查到相应的产品的电路中包含哪些隔离元件及它们的隔离级别。级别小于1500V AC的隔离元件只能用作功能隔离，而不能用作平安隔离层。2) S7-300的隔离特性 CPU逻辑参考点与DC传感器提供的M点类似。 CPU逻辑参考点与采用DC电源供电的CPU输入电源提供的M点类似。 CPU通

6、讯端口与CPU逻辑口(DP口除外)，具有同样的参考点。 模拟输入及输出与CPU逻辑不隔离，模拟输入采用差动输入并提供低压公共方式的滤波电路。 逻辑电路与地之间的隔离为 500V AC。 DC数字输入和输出与CPU逻辑之间的隔离为 500V AC。 DC数字 IO组的点之间隔离为 500V AC。 继电器输出、AC输出和输入与CPU逻辑之间的隔离为1500VAC。 继电器输出组的点之间隔离为1500V AC。 AC电源线和零线与地、CPU逻辑以及一切的IO之间的隔离为1500V AC。 2 电源的安装 (1) 交流输入PLC安装指南以下条目是 AC交流接线安装时的普通性指南。 用一个单刀开关将电

7、源与CPU、一切的输入电路和输出负载电路隔离。 用一台过流维护设备以维护CPU的电源、输出点以及输入点。也可以为每个输出点加上保险丝进展范围更广的维护。 当运用 Micro PLC 24V DC传感器电源时，可以取消输入点的外部过流维护，由于该传感器电源具有短路维护功能。 将S7300的一切地线端子和最近接地点相衔接，以获得最好的抗干扰才干。建议一切都运用1.50mm2的电线衔接到独立导电点上亦称一点接地。 本机单元的直流传感器电源可用作为本机单元的输入和扩展DC输入以及扩展继电器线圈供电，这一传感器电源具有短路维护功能 在大部分的安装中，假设把传感器的供电M端子接到地上可以获得最正确的噪声抑

8、制。(2) 直流输入PLC安装指南以下条目是DC隔离安装接线的普通性指南。 用一个单刀开关将电源同CPU、一切的输入电路和输出负载电路隔分开。 用过流维护设备以维护CPU电源，输出点，以及输入点。也可以在每个输出点加上保险丝进展过流防护。运用Micro 24V DC传感器电源时，可以取消输入点的外部过流维护，由于传感器电源内部具有限流功能。 确保DC电源有足够的抗冲击才干，以保证在负载突变时，可以维持一个稳定的电压，这时需求一个外部电容。 在大部分的运用中，把一切的DC电源接到地可以得到最正确的噪声抑制。在未接地DC电源的公共端与维护地之间接以电阻与电容并联电路。电阻提供了静电释放通路，电容提

9、供高频噪声 通路，它们的典型值是 IM 和 4700pF。 将S7200一切的接地端子同最近接地点衔接，以获得最好的抗干扰才干。建议一切的接地端子都运用1.5mm2的导线衔接到独立导电点上亦称一点接地。 24V DC电源回路与设备之间，以及120/230VAC电源与危险环境之间，必需提供平安电气隔离。3 抑制电路的运用(1) 抑制电路运用的普通性指点在感性负载中要参与抑制电路，以抑制在封锁电源时电压的升高。可以采用下面的方法来设计详细的抑制电路。设计的有效性取决于实践的运用，因此必调整参数以顺应详细的运用。要维护一切的器件参数与实践运用相符合。(2) 直流晶体管输出模块的维护S7-200直流晶

10、体管输出内部包含了能顺应多种安装的齐纳二极管，对于大电感或频繁开关的感性负载还可以运用外部抑制二极管来防止击穿内部二极管。也可以采用外接齐纳二极管组成抑制电路。假设外加直流电压为24V，那么选用的齐纳二极管的击穿电压宜选择在8.2V，功率为5W。 这样当晶体管由导通变为截止时，由于续流二极管为电感能量的释放提供了电流通道，故在电感两端不会构成高压。对于含齐纳二极管的抑制电路，由于齐纳二极管的电压特性，也可以抑制电感两端的高压产生。因此也就不会危害到晶体管了。(3) 继电器输出模块的维护对继电器输出模块的维护主要有两个方面。一个方面是对继电器触点的维护，使电感在断电时不会产生高压加到继电器的触点

11、。另一个方面是对电源的维护，使为继电器提供电压的电源不受高电压的冲击。抑制高电压的主要方法是在感性负载两端并联RC吸收电路，对交流电源除了用RC吸收之外，还可以并联压敏电阻以消除电压冲击。直流负载RC抑制电路的参考值为R=12，C=0.5F/A1F/A 。 交流负载AC电压为115V /230V时，对于每10VA的静态负载，RC抑制电路的参考值为R=0.5US ，C=0.002F/A 0.005F/A 。 假设并联压敏电阻时，压 敏 电阻的任务电压要比 正常的电源电压高出20%。4 维护电路1限位维护 对有些快速动作的机械设备不仅要有行程开关限位，还要有极限限位维护。限位维护可以由电子限位开关

12、、机械限位开关直至机械挡板等组成。2急停维护 急停维护是用来应付突发故障时，防止导致更大事故的措施。3连锁维护 在硬件设计中要思索到有些可挪动设备的连锁问题。比如电机的正转和反转接触器之间要有互锁维护。液压系统中双向电磁阀也要有互锁维护。互锁的作用是使得两个相反动作设备不会同时动作。常用的方法是将两个设备的常闭触相互串联，运用连锁开关等。8.2 软件设计 由于PLC是利用存贮程序进展控制的。用存贮的程序进展安装维护，也可以使其只执行正确的操作，而回绝错误的命令。1 软件维护设计 连锁维护 利用PLC的常闭 触点对需求互锁的线 圈进展连锁维护。 双重维护 利用PLC的输入端添加限位输入信号，在程

13、序中利用这类信号实现维护功能。 定时维护根据 间隔 = 速度 X 时间 用时间替代间隔 自动复位维护：2 可靠性设计 PLC的定时器可以用作确保PLC可 靠、稳定、平安运转设计。 抗干扰设计处理限位开关的抖动干扰3 变量优选设计 夹紧控制处理废品不规范 充分发扬输出点的作用，尽量运用输出点信号作为计数，定时的根据。 机械手任务次数的计数： 机械手转盘转数的计数：4 自检维护设计 可以充分利用PLC的自检功能，PLC多数功能模块都有自检信息，经过对这些自检信息的检查可以及时发现隐患去除缺点。也可以针对工程的特点自编诊断程序排除缺点。5 程序的维护 S7-300维护有读/写维护功能，写维护功能和不

14、维护。维护密码可以在CPU属性中设定。8.3 PLC的检查PLC系统在长期运转中，可能会出现一些缺点。PLC本身缺点可以靠自诊断判别，外部缺点那么主要根据程序分析。常见缺点有电源系统故障、主机缺点、通讯系统故障、模块缺点、软件缺点等。1. 常见缺点的总体检查与处置 总体检查的目的是找出缺点点的大方向，然后再逐渐细化，确定详细缺点点，到达消除故障的目的。常见缺点的总体检查与处置的程序见右图 。. 电源缺点检查与处置 PLC系统主机电源、扩展机电源、模块中电源，任何电源显示不正常时都要进入电源缺点检查流程，假设各部分功能正常，只能是LED 显示有缺点，否那么应首先检查外部电源，假设外部电源无缺点，

15、再检查系统内部电源缺点。检查顺序和内容如下表所述。异常缺点检查与处置PLC系统最常见的缺点是停顿运转运转指示灯灭、不能启动、任务无法进展，但是电源指示灯亮。这时，需求进展异常缺点检查。检查顺序和内容如下表。. 通讯缺点检查与处置 通讯是PLC网络任务的根底。PLC网络的主站、各从站的通讯处置器、通讯模块都有任务正常指示。当通讯不正常时，需求进展通讯缺点检查。检查顺序和内容如下表。 . 输入输出缺点检查与处置输入输出模块直接与外部设备相连，是容易出缺点的部位，虽然输入输出模块缺点容易判别，改换快，但是必需查明缘由，而且往往都是由于外部缘由呵斥损坏，假设不及时查明缺点缘由，及时消除缺点，对PLC系统危害很大。检查顺序和内容如下表。8.4 PLC的维护 要有一支具有一定技术程度，熟习设备情况，掌握设备任务原理的检修队伍。 对检修任务要定为一个制度，按期执行。每个PLC都有确定的检修时间。普通以每个月年次。1 定期检修的内容如表所示。 应该说PLC是一个可靠性、稳定性极高的控制器。只需按照其技术规范安装和运用，出现缺点的概率极低。但是，一旦出现了缺点，一定要按上述步骤进展检查、处置。特别是检查由于外部设备缺点呵斥的损坏。