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Prevención de fallas en el diseño de sistemas de control programables.
2023-12-08
En la producción industrial moderna se utilizan una gran cantidad de sistemas de control programables. Los controladores programables pueden funcionar normalmente en condiciones de trabajo duras, pero el sistema de control formado por ellos a veces falla debido al diseño, instalación, interferencias y otros factores. Algunos problemas son causados por una consideración inadecuada en el diseño del sistema. De acuerdo con la experiencia y las lecciones de la práctica, este artículo expone los problemas a los que se debe prestar atención al diseñar el sistema de control programable. 1. La tecnología madura utilizada en un sistema debe representar al menos el 75% de la "tecnología madura". Uno es el producto de controlador programable o diseño similar que ha sido probado mediante determinadas prácticas de producción, o se determina que puede resistir la prueba en futuras prácticas de producción; En segundo lugar, el personal de diseño debe tener experiencia o capacidad para dominar la tecnología que se utilizará. La tecnología y el esquema de diseño seleccionado para diseñar y configurar un sistema de control programable es factible. Porque una vez que se crea un sistema de control del proceso de producción, se utilizará durante mucho tiempo y es difícil encontrar oportunidades para modificarlo repetidamente. Sistema de hardware diseñado y El software de programación, algunos de los cuales son deficientes, siempre puede estar oculto en el sistema completo. Si se dan las condiciones de una acción destructiva, las consecuencias son impredecibles. 2. La estructura de hardware y la red del sistema deben ser concisas y claras. La estructura del hardware no debería ser demasiado complicada. La configuración de la red no debe tener demasiados factores cruzados. Se debe utilizar tanto como sea posible la capacidad de conexión en red configurada por el propio controlador programable. Al formar la plantilla que soporta el chasis de E/S, se recomienda que el modelo sea simple y consistente, y que la densidad de la plantilla no sea demasiado grande. El número de puntos de unión utilizados no debe ser demasiado. Según el proceso actual de fabricación y cableado de la carcasa, la densidad del cableado de entrada y salida no debe ser demasiado alta. 3. Deberá delimitarse estrictamente la función del sistema de control y la función del sistema de gestión. Debido a que los requisitos en tiempo real del sistema de control de procesos compuesto por controladores programables son muy altos, se permite que la comunicación de la red pierda temporalmente el contacto de comunicación y se puede recuperar más tarde, pero el controlador programable estará fuera de control antes de la recuperación. . Además, cuando se utilizan múltiples sistemas de controladores programables para formar un sistema grande, para los comandos clave del control principal, además de utilizar la comunicación de red del propio controlador programable para transmitir su información, es mejor utilizar el enclavamiento de hardware. hizo de sus puntos de E/S, especialmente el procesamiento de "parada de emergencia" entre los dos; Aunque ambos sistemas intercambian comandos de "parada" o "parada de emergencia" en su propio escaneo de comunicaciones, las consecuencias son impredecibles porque una parte dejó de funcionar cuando ocurrió la falla de parada de emergencia y la otra parte no recibió la información de detención. La tecla "parada de emergencia" del sistema de control PLC debe cortar el suministro de energía del actuador y luego enviar su señal al PLC, para obtener El tiempo de protección de seguridad del equipo. 4. El programa del controlador programable debe ser conciso y legible. La redacción del software de usuario es "sencilla y directa". El software de usuario puede verse como una serie ordenada de "cajas negras". Cada "caja negra" se puede dividir en varias declaraciones típicas según el lenguaje estructurado. Cada método y técnica de oración puede resultar monótono, pero debe ser claro. Al diseñar y escribir estas declaraciones, si hay demasiadas relaciones lógicas que no son fáciles de razonar, o demasiados factores de declaración y demasiadas condiciones especiales, será muy difícil para las personas entenderlas al leer estas declaraciones. Por lo tanto, la legibilidad del software de usuario de un controlador programable, es decir, el software escrito, puede ser leído por la mayoría de las personas, y es muy importante comprender "qué sucedió" cuando el controlador programable ejecuta esta declaración. Cada programa debe esforzarse por tener una función única y fluida, que es una condición importante para el uso y mantenimiento del software. 5. El sistema de control programable está preestablecido en hardware y software y tiene condiciones de monitoreo clave para la detección de operaciones. El sistema de control programable está equipado con una estación de trabajo gráfica en color/monitoreo de pantalla, pero desde la perspectiva del precio y el tiempo para reflejar el estado del sitio, el monitoreo de pantalla no es conveniente. Para fallas clave, o cerca de equipos mecánicos clave, se pueden configurar algunas luces indicadoras, que pueden ser de salida digital para monitorear el funcionamiento normal del programa o para depurar el programa. Se proporciona una etiqueta de función junto a la luz indicadora para ayudar al operador a confirmar el funcionamiento normal del sistema de control de secuencia programable y reflejar oportunamente la falla. 6. Al diseñar sistemas de control programables grandes y medianos, no agote sus recursos de hardware y software. Para el nuevo sistema diseñado, al menos el 15% de la redundancia debe reservarse en el hardware. Al preparar el software, también es necesario estimar la necesidad y el uso de recursos informáticos para el software del usuario. En particular, debería haber espacio para el uso de relés intermedios y contadores/temporizadores. Porque después de depurar y ejecutar, el software siempre se modificará, complementará o incluso reescribirá. El software que se ha compilado no se puede modificar ni mejorar, lo que no es práctico en ingeniería. 7. El sistema de control programable redundante del sistema de controlador programable se puede configurar de manera razonable para lograr redundancia de muchas maneras. La redundancia de espera en caliente y en espera en frío de la CPU de dos computadoras es común. Además, la redundancia del sistema dual, es decir, la CPU y todas las comunicaciones de entrada, salida y red son completamente redundantes. Aunque su precio y practicidad son difíciles de aceptar en muchos proyectos de ingeniería, es necesario en entornos de producción de sustancias químicas tóxicas y nocivas. En el diseño del sistema, es necesario hacer que la redundancia de configuración sea más económica y práctica, y esforzarse por minimizar las fallas en el equipo. No impactar la operación o el estado de equipos relevantes en el flujo del proceso debido a la falla de un determinado equipo. Los aspectos mencionados anteriormente son cuestiones a las que se debe prestar especial atención al diseñar el esquema general del sistema de control programable. Sólo cuando el sistema se diseña con consideración y se pone en funcionamiento los diseñadores podrán arrepentirse menos.