Tin tức
0102030405
Ngăn ngừa lỗi trong thiết kế hệ thống điều khiển khả trình
2023-12-08
Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, một số lượng lớn các hệ thống điều khiển khả trình đã được sử dụng. Bộ điều khiển khả trình có thể hoạt động bình thường trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, nhưng hệ thống điều khiển do chúng hình thành đôi khi bị lỗi do thiết kế, lắp đặt, nhiễu và các yếu tố khác. Một số vấn đề xảy ra do việc xem xét không đúng cách trong thiết kế hệ thống. Theo kinh nghiệm và bài học thực tiễn, bài viết trình bày những vấn đề cần quan tâm khi thiết kế hệ thống điều khiển khả trình. 1. Công nghệ trưởng thành được sử dụng trong hệ thống phải chiếm ít nhất 75% “công nghệ trưởng thành”. Một là sản phẩm bộ điều khiển khả trình hoặc thiết kế tương tự đã được thử nghiệm trong thực tiễn sản xuất nhất định hoặc được xác định rằng nó có thể chịu được thử nghiệm trong thực tiễn sản xuất trong tương lai; Thứ hai, nhân viên thiết kế phải có kinh nghiệm hoặc khả năng làm chủ công nghệ sẽ sử dụng. Công nghệ và sơ đồ thiết kế được lựa chọn để thiết kế và cấu hình hệ thống điều khiển khả trình là khả thi. Bởi vì một hệ thống kiểm soát quá trình sản xuất một khi được chế tạo sẽ được sử dụng lâu dài và rất khó tìm được cơ hội để sửa đổi nhiều lần. Hệ thống phần cứng được thiết kế và Phần mềm lập trình, một số còn thiếu sót, có thể luôn bị ẩn trong hệ thống hoàn chỉnh. Nếu gặp điều kiện hành động phá hoại thì hậu quả khó lường. 2. Cấu trúc phần cứng và mạng của hệ thống phải ngắn gọn và rõ ràng. Cấu trúc phần cứng không nên quá phức tạp. Cấu hình mạng không nên có quá nhiều yếu tố chéo. Khả năng kết nối mạng được cấu hình bởi chính bộ điều khiển khả trình nên được sử dụng càng nhiều càng tốt. Khi hình thành mẫu hỗ trợ khung I/O, mô hình nên đơn giản và nhất quán, mật độ mẫu không được quá lớn. Số lượng điểm nối được sử dụng không nên quá nhiều. Từ quy trình sản xuất và đấu dây hiện tại của vỏ máy, mật độ dây đầu vào và đầu ra không được quá cao. 3. Chức năng của hệ thống kiểm soát và chức năng của hệ thống quản lý cần được phân định rõ ràng. Bởi vì yêu cầu thời gian thực của hệ thống điều khiển quá trình bao gồm các bộ điều khiển khả trình là rất cao và giao tiếp mạng được phép tạm thời mất liên lạc giao tiếp và có thể được khôi phục sau đó, nhưng bộ điều khiển khả trình sẽ mất kiểm soát trước khi khôi phục . Ngoài ra, khi sử dụng nhiều hệ thống bộ điều khiển khả trình để tạo thành một hệ thống lớn, đối với các lệnh chính của điều khiển chính, ngoài việc sử dụng giao tiếp mạng của chính bộ điều khiển khả trình để truyền thông tin của nó, tốt hơn nên sử dụng khóa liên động phần cứng. được tạo ra từ các điểm I/O của nó, đặc biệt là việc xử lý "dừng khẩn cấp" giữa hai điểm; Mặc dù cả hai hệ thống đều trao đổi lệnh "dừng" hoặc "dừng khẩn cấp" trong quá trình quét liên lạc của riêng mình nhưng hậu quả là khó lường vì một bên đã ngừng chạy khi xảy ra lỗi dừng khẩn cấp và bên kia chưa nhận được thông tin dừng. Phím "dừng khẩn cấp" của hệ thống điều khiển PLC phải được cắt nguồn điện của bộ truyền động, sau đó gửi tín hiệu của nó đến PLC để có được Thời gian bảo vệ an toàn thiết bị. 4. Chương trình của bộ điều khiển khả trình phải ngắn gọn và dễ đọc. Việc viết phần mềm người dùng là "đơn giản và dễ hiểu". Phần mềm người dùng có thể được xem như một chuỗi “hộp đen” có trật tự. Mỗi “hộp đen” có thể được chia thành nhiều câu lệnh điển hình theo ngôn ngữ có cấu trúc. Mỗi phương pháp, kỹ thuật câu có thể đơn điệu nhưng phải rõ ràng. Khi thiết kế và viết những câu lệnh này, nếu có quá nhiều quan hệ logic không dễ suy luận, hoặc có quá nhiều nhân tố câu lệnh và quá nhiều điều kiện đặc biệt thì người đọc sẽ rất khó hiểu khi đọc những câu lệnh này. Do đó, khả năng đọc phần mềm người dùng của bộ điều khiển khả trình, nghĩa là hầu hết mọi người đều có thể đọc được phần mềm được viết và điều rất quan trọng là phải hiểu "điều gì đã xảy ra" khi bộ điều khiển khả trình thực thi câu lệnh này. Mỗi chương trình nên cố gắng có một chức năng duy nhất và mượt mà, đây là điều kiện quan trọng để sử dụng và bảo trì phần mềm. 5. Hệ thống điều khiển khả trình được cài sẵn trong phần cứng và phần mềm, đồng thời có các điều kiện giám sát chính để phát hiện hoạt động. Hệ thống điều khiển lập trình được trang bị giám sát màn hình/máy trạm đồ họa màu, nhưng từ góc độ giá cả và thời gian để phản ánh trạng thái địa điểm, việc giám sát màn hình không thuận tiện. Đối với các lỗi chính hoặc gần thiết bị cơ khí quan trọng, có thể cấu hình một số đèn báo, có thể được tạo thành đầu ra kỹ thuật số để theo dõi hoạt động bình thường của chương trình hoặc để gỡ lỗi chương trình. Nhãn chức năng được cung cấp bên cạnh đèn báo để giúp người vận hành xác nhận hoạt động bình thường của hệ thống điều khiển trình tự lập trình và phản ánh kịp thời lỗi. 6. Khi thiết kế các hệ thống điều khiển khả trình cỡ lớn và vừa, không làm cạn kiệt tài nguyên phần cứng và phần mềm của nó. Đối với hệ thống mới được thiết kế, ít nhất 15% dự phòng phải được dành riêng cho phần cứng. Khi chuẩn bị phần mềm cũng cần ước tính nhu cầu và sử dụng tài nguyên máy tính cho phần mềm người dùng. Đặc biệt, cần có chỗ cho việc sử dụng rơle trung gian và bộ đếm/bộ hẹn giờ. Bởi vì sau khi gỡ lỗi và chạy, phần mềm sẽ luôn được sửa đổi, bổ sung, thậm chí là viết lại. Phần mềm đã được biên soạn không thể sửa đổi và cải tiến, điều này không thực tế trong kỹ thuật. 7. Hệ thống điều khiển khả trình dự phòng của hệ thống bộ điều khiển khả trình có thể được cấu hình một cách hợp lý để thực hiện dự phòng theo nhiều cách. Tình trạng dự phòng nóng và dự phòng nguội của máy tính kép của CPU là phổ biến. Ngoài ra, dự phòng hệ thống kép, tức là CPU và tất cả các giao tiếp đầu vào, đầu ra và mạng đều hoàn toàn dư thừa. Mặc dù giá cả và tính thực tiễn của nó khó được chấp nhận trong nhiều dự án kỹ thuật nhưng nó lại cần thiết trong môi trường sản xuất hóa chất độc hại và có hại. Trong thiết kế hệ thống, cần làm cho cấu hình dự phòng tiết kiệm và thiết thực hơn, đồng thời cố gắng giảm thiểu lỗi trên thiết bị. Không ảnh hưởng đến hoạt động hoặc trạng thái của thiết bị liên quan trong quy trình do lỗi của một thiết bị nhất định. Các khía cạnh nêu trên là những vấn đề cần được đặc biệt quan tâm khi thiết kế sơ đồ tổng thể của hệ thống điều khiển khả trình. Chỉ khi hệ thống được thiết kế có cân nhắc và đưa vào vận hành thì người thiết kế mới bớt hối tiếc.