設(shè)計(jì)可編程控制系統(tǒng)時(shí)的故障防范

在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，大量采用了可編程序控制系統(tǒng),，可編程序控制器能在惡劣的工作環(huán) 境下正常工作,，但其構(gòu)成的控制系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)、安裝,、干擾等因素有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障,。有些問(wèn) 題是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周造成的。根據(jù)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),，本文闡述可編程序控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題,。

1、一個(gè)系統(tǒng)中使用的成熟技術(shù)至少應(yīng)占到75%以上

“成熟技術(shù)”一是經(jīng)過(guò)一定的生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的可編程控制器產(chǎn)品或類(lèi)似設(shè)計(jì),，或者確定能在未來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐中,，經(jīng)得起考驗(yàn)；二是設(shè)計(jì)工作人員對(duì)于需要使用的技術(shù)要有經(jīng)驗(yàn)或有掌握它的能力,。設(shè)計(jì)與配置一個(gè)可編程序控制系統(tǒng)選用的技術(shù)與設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行,。因?yàn)橐粋€(gè)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)，一旦做出來(lái),，要長(zhǎng)久使用下去,，難以找到機(jī)會(huì)反復(fù)修改。設(shè)計(jì)的硬件系 統(tǒng)和編程軟件,，其中某些缺欠,，可能一直隱藏在已完成的系統(tǒng)中。若遇到發(fā)生破壞作用的條件,，后果難以預(yù)料,。

2、系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)要簡(jiǎn)明而清晰

硬件結(jié)構(gòu)不要追求繁瑣,，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)不要追求交叉因素太多,，要力求使用可編程序控制器自 身配置的組網(wǎng)能力。在組成I/O機(jī)箱配套的模板時(shí),，建議型號(hào)簡(jiǎn)單,，力求一致,，模板密度不宜過(guò)大,。使用的結(jié)線(xiàn)點(diǎn)不宜過(guò)多,，從目前機(jī)箱的制造和配線(xiàn)工藝來(lái)看，輸入與輸出配線(xiàn)密度不能太高,。

3,、控制系統(tǒng)的功能和管理系統(tǒng)的功能應(yīng)嚴(yán)格劃分界限

由于可編程序控制器組成的過(guò)程控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性要求很高，而網(wǎng)絡(luò)通信是允許暫時(shí)失 去通信聯(lián)系,，過(guò)后自己能重新恢復(fù)，但是在重新恢復(fù)之前這一間隔時(shí)間可編程序控制器會(huì)處于失控,。另外,，在用多個(gè)可編程序控制器系統(tǒng)組成一個(gè)大系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于主控制的關(guān)鍵命令,，除了使用可編程序控制器自身的網(wǎng)絡(luò)通信傳送它的信息外,，最好有使用它的I/O點(diǎn)做成的硬件聯(lián) 鎖，特別是兩者之間“急停”的處理,；雖然兩個(gè)系統(tǒng)都在自身的通信掃描中互相變換著“停 止”或“急停”命令,，但因一方在急停故障時(shí)已經(jīng)停止運(yùn)行，另一方并未收到已停止的信息 而照常運(yùn)行,，其后果難測(cè),。可編程序控制器控制系統(tǒng)關(guān)鍵的“急停”應(yīng)先切除執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源,，然后將其信號(hào)送入可編程序控制器,，這樣可取得設(shè)備安全保護(hù)的時(shí)間。

4,、可編程序控制器的程序要簡(jiǎn)明且可讀

用戶(hù)軟件的編寫(xiě)是“平鋪直敘”,，用戶(hù)軟件可看成是一個(gè)有序的“黑盒子”系列，每個(gè)“ 黑盒子”按照結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言劃分,，可分為幾種典型的語(yǔ)句,。每個(gè)語(yǔ)句方式、手法可能十分單調(diào) ,，但一定要明確,。在設(shè)計(jì)與編寫(xiě)這些語(yǔ)句時(shí)，若使用不易推理的邏輯關(guān)系太多,，或者語(yǔ) 句因素太多,，特殊條件太多，就會(huì)使人閱讀這些語(yǔ)句時(shí)十分難懂,。因此,，一個(gè)可編程控制器 的用戶(hù)軟件的可讀性,，即編寫(xiě)的軟件能為大多數(shù)人讀懂，能理解可編程控制器在執(zhí)行這個(gè)語(yǔ) 句時(shí),，“發(fā)生了什么”是十分重要的,。每一段程序力求功能單一而流暢，這是軟件在使用和維護(hù)時(shí)的重要條件,。

5,、可編程序控制系統(tǒng)在硬件和軟件上的預(yù)置，有運(yùn)行檢測(cè)的關(guān)鍵監(jiān)視條件

可編程序控制系統(tǒng)配置了彩色圖形工作站/屏幕監(jiān)視,，但從價(jià)格及反映現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的時(shí)間來(lái)看,，屏幕監(jiān)視尚不方便。關(guān)鍵的故障,，或者在關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備附近,，可配置一些指示燈，它們可以用數(shù)字量輸出做成,，用來(lái)監(jiān)視程序的正常運(yùn)行,，或用來(lái)調(diào)試程序，在指示燈旁配以功能標(biāo)牌,，可幫助操作人員確認(rèn)可編程序控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行和及時(shí)反映故障,。

6、設(shè)計(jì)大中型可編程序控制系統(tǒng)時(shí)不要耗盡它的硬件和軟件資源

對(duì)于設(shè)計(jì)的新系統(tǒng),，硬件上至少要保留15%左右的冗余,，在軟件編制時(shí)，同樣要估計(jì)用戶(hù)軟件對(duì)計(jì)算機(jī)資源的需要與用量,。尤其對(duì)中間繼電器,，計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的使用，要留有余地 ,。因?yàn)樵谡{(diào)試和運(yùn)行后,，軟件總會(huì)被修改、補(bǔ)充,，甚至重新編制,。已編制的軟件讓人無(wú)法修改和完善，在工程上是不實(shí)際的,。

7,、合理地配置可編程序控制器系統(tǒng)的冗余

可編程序控制系統(tǒng)可能做出多種方式的冗余，中央處理器的雙機(jī)熱備,、冷備冗余是常見(jiàn)的方式,。另外，雙系統(tǒng)冗余,，即中央處理器和全部的輸入,、輸出,、組網(wǎng)通信完全冗余，其價(jià)格和實(shí)用性雖然在許多工程項(xiàng)目中難以被人接受,，但在有毒,、有害的化工生產(chǎn)環(huán)境這種冗余很有必要。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,，要使配置冗余方式較為經(jīng)濟(jì)而又實(shí)用,，力求使故障縮小在本設(shè)備身上,。不要因某一設(shè)備發(fā)生故障,，引起工藝流程中相關(guān)設(shè)備運(yùn)行或狀態(tài)受到?jīng)_擊。

以上闡述的幾個(gè)方面,，是在可編程序控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)時(shí),，要格外重視的問(wèn)題，只有在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),，考慮周到,，系統(tǒng)投入運(yùn)行之后，設(shè)計(jì)人員才能少些遺憾,。