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對(duì)可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合，冗余設(shè)計(jì)和降級(jí)操作是必要的。冗余設(shè)計(jì)可采用熱后備或冷后備方式。熱后備方式操作時(shí)，冗余的后備系統(tǒng)也同時(shí)運(yùn)行，兩者輸出的結(jié)果*時(shí)，表示系統(tǒng)是正常運(yùn)行的；一旦結(jié)果不*，則發(fā)出警報(bào)信號(hào)，同時(shí)，根據(jù)自診斷的結(jié)果，切換到正常的系統(tǒng)去。冷后備方式操作時(shí)，冷后備系統(tǒng)不運(yùn)行，它在自診斷檢測(cè)出運(yùn)行系統(tǒng)故障后才切入后備系統(tǒng)。對(duì)PLC來說，冗余系統(tǒng)的范圍主要是CPU、存儲(chǔ)單元、電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，只有在可靠性要求很高時(shí)，才會(huì)包括輸入輸出單元的冗余等。

    2) 降級(jí)操作是指在設(shè)計(jì)時(shí)，將手動(dòng)操作包括在內(nèi)的設(shè)計(jì)。例如，緊急停車的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵設(shè)備的開停和再啟動(dòng)功能的設(shè)計(jì)等。這樣，一旦發(fā)生故障，可采用降級(jí)的操作，即對(duì)部分或全部設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)的開停操作，以避免設(shè)備的損壞或?qū)θ藛T的傷害。此外，在設(shè)計(jì)中也可考慮從全自動(dòng)到半自動(dòng)、直至手動(dòng)的操作等。

    1.5 PLC的I/O電路

    1) 由于PLC是通過輸入電路接受開關(guān)量、模擬量等輸入信號(hào)，因此輸入電路的元器件質(zhì)量的好壞和連接方式直接影響著控制系統(tǒng)的可靠性。比如：按鈕、行程開關(guān)等輸入開關(guān)量的觸點(diǎn)接觸是否良好、接線是否牢固等。設(shè)備上的機(jī)械限位開關(guān)是比較容易產(chǎn)生故障的元件。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用可靠性高的接近開關(guān)代替機(jī)械限位開關(guān)。此外，按鈕的常開和常閉觸點(diǎn)的選擇也會(huì)影響到系統(tǒng)的可靠性。現(xiàn)以一個(gè)簡(jiǎn)單的起動(dòng)、停止控制線路為例，如圖2和圖3所示的是兩個(gè)控制線路和它們的對(duì)應(yīng)梯形圖。這兩個(gè)控制線路的控制功能*一樣，按下起動(dòng)按鈕，輸出動(dòng)作；按下停止按鈕，輸出斷開；但它們的可靠性不一樣。我們假設(shè)輸出斷開為安全狀態(tài)，那么圖3的可靠性要比圖2的高。這是因?yàn)?/span>SB1、SB2都有發(fā)生故障的可能，而較常見的現(xiàn)象是輸

別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜和PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

　　(2)來自系統(tǒng)外引線的干擾

　　主要通過電源和信號(hào)線引入，通常稱為傳導(dǎo)干擾。這種干擾在我國(guó)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較嚴(yán)重。

　　(3)來自電源的干擾

　　實(shí)踐證明，因電源引入的干擾造成PLC控制系統(tǒng)故障的情況很多，筆者在某工程調(diào)試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC電源，問題才得到解決。

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓和電路。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，入開關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流轉(zhuǎn)動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC電源通常采用隔離電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實(shí)際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，隔離是不可能的。

　　(4)來自信號(hào)線引入的干擾

危害: 高溫絕緣損壞、強(qiáng)大的電動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)械性損壞。

保護(hù)特性: 可靠、瞬動(dòng)斷開電源。

注意:短路保護(hù)不應(yīng)受起動(dòng)電流的影響而動(dòng)作。

短路保護(hù)裝置:熔斷器、自動(dòng)開關(guān)

說明:1)、自動(dòng)開關(guān)把測(cè)量元件和執(zhí)行元件裝在一起，直接切斷電源。

      2)熔斷器的熔體本身就是測(cè)量和執(zhí)行元件，直接切斷電源。

2、過電流保護(hù)(不超過2. 5倍的額定值 )

保護(hù)特性:瞬動(dòng)斷開電源。

過載保護(hù)裝置:過電流繼電器

說明:過電流繼電器的過電流保護(hù)通過接觸器(執(zhí)行元件)完成，為了能切斷過電流，接觸器的觸點(diǎn)容量需加大。

3、過載保護(hù)(通常1. 5倍的額定值以內(nèi))

  保護(hù)特性:反時(shí)限特性。

  過載保護(hù)裝置:熱繼電器

說明:熱繼電器動(dòng)作后不能馬上復(fù)位。

熱敏電阻作為測(cè)量元件的熱繼電器，嵌在電機(jī)的繞組或發(fā)熱元件中，以便更準(zhǔn)確地測(cè)量溫升的部位。當(dāng)被測(cè)部件達(dá)到的溫度時(shí)，切斷電路進(jìn)行保護(hù)。

4、欠電流保護(hù)(一般在直流電路中)

  保護(hù)特性:瞬動(dòng)斷開電源。

  欠電流保護(hù)裝置:欠電流繼電器

1、短路保護(hù)(幾倍到幾十倍的額定電流)

危害: 高溫絕緣損壞、強(qiáng)大的電動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生機(jī)械性損壞。

保護(hù)特性: 可靠、瞬動(dòng)斷開電源。

注意:短路保護(hù)不應(yīng)受起動(dòng)電流的影響而動(dòng)作。

短路保護(hù)裝置:熔斷器、自動(dòng)開關(guān)

說明:1)、自動(dòng)開關(guān)把測(cè)量元件和執(zhí)行元件裝在一起，直接切斷電源。

      2)熔斷器的熔體本身就是測(cè)量和執(zhí)行元件，直接切斷電源。

2、過電流保護(hù)(不超過2. 5倍的額定值 )

保護(hù)特性:瞬動(dòng)斷開電源。

過載保護(hù)裝置:過電流繼電器

說明:過電流繼電器的過電流保護(hù)通過接觸器(執(zhí)行元件)完成，為了能切斷過電流，接觸器的觸點(diǎn)容量需加大。

3、過載保護(hù)(通常1. 5倍的額定值以內(nèi))

  保護(hù)特性:反時(shí)限特性。

  過載保護(hù)裝置:熱繼電器

說明:熱繼電器動(dòng)作后不能馬上復(fù)位。

熱敏電阻作為測(cè)量元件的熱繼電器，嵌在電機(jī)的繞組或發(fā)熱元件中，以便更準(zhǔn)確地測(cè)量溫升的部位。當(dāng)被測(cè)部件達(dá)到的溫度時(shí)，切斷電路進(jìn)行保護(hù)。

4、欠電流保護(hù)(一般在直流電路中)

  保護(hù)特性:瞬動(dòng)斷開電源。