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| (点击题目可以 在互联 网中搜索该题 目的相关内容) 日期：2006-4-8 0:14:12 来源： 作者： 点击： | |
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安全系统——PLC的一个重要应用领域 (一) 关键词：PLC 安全系统 系统结构 安全措施 一 概述 作为一种专为工业控制所设计的计算机系统，可编程序逻辑控制器(PLC)具有结构紧凑、坚固，体积小巧，很高的抗干扰、抗振、防潮、耐热能力，它是实现机电一体化的理想控制设备，在工业生产中得到广泛的应用。PLC的一个重要应用领域是安全系统。 为了最大限度地保护生产装置和人身安全，避免恶性事故的发生，减少损失，需要提供一种高度可靠的安全保护手段，这种手段就是安全系统。安全系统有时又称为紧急停车系统(Emergency Shut Down system, ESD)。 安全系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对生产装置提供安全保护。一旦当工厂装置本身出现危险，或由于人为原因而导致危险时，系统立即做出反应并输出正确信号，使装置安全停车，以阻止危险的发生或事故的扩散。 对于一个理想的安全系统来讲，它应该具有高的可靠性(Reliability)、可用性(Availability)和可维护性(Maintainability)，并且在出现内部故障或外界干扰的情况下是安全的。 二 安全系统的分类和发展 根据构成的硬件来划分，安全系统可分为继电器型、硬接线固态电路型和可编程电子型(PES)3种类型。 (1)继电器型系统 系统采用单元化结构，通过继电器来执行逻辑。此种系统的使用已有很多年了，并且目前仍在一些场合中使用。其优点在于可靠性很高，具有高达98%的固有故障安全特性；不受绝大多数干扰的影响；电压适用范围宽；系统的一次投资费用较低。然而，继电器型系统的体积大，灵活性差，在规模较大系统中表现得尤为明显。在需要进行功能修改或添加时，必须改变系统的连线，很不方便。此外，这种系统既无串行通信功能，也无报告和文档功能。 (2)硬接线固态电路型系统 系统多为模块化结构，采用独立的固态器件通过硬接线来构成系统，实现要求的逻辑功能。它的结构紧凑；可对系统中包括输入/输出(I/O)在内的所有运行通道进行在线测试，易于识别故障；可进行串行通信；易于更换，便于维修；可配置成冗余系统，改善系统性能，增强系统容错性。但固态系统的灵活性不够，任何逻辑修改和/或添加必须改变系统的连线；大系统的操作费用也较高；同时硬接线固态系统的可靠性不如继电器型系统。 (3)可编程电子型系统 系统以微处理器技术为基础，PLC是其典型代表。系统一般采用模块化结构，通过微处理器和软件来执行逻辑任务。它采用专门的软件和微程序固件，具有强大的、方便灵活的编程能力。系统设计有内部自测试和自诊断功能，可以与工厂通信网络集成为一体构成综合控制系统。系统可包含彩色视频显示、数据记录、合成语音等功能。可编程电子型系统是目前应用最广泛的一种安全系统。 在多年的应用实践中，随着技术的不断进步、发展和完善，对安全系统硬件的要求不断提高，从继电器、硬接线固态逻辑电路和通用PLC逐步演化转变为“安全认证”系统。 所谓的“安全认证”系统是一个专为安全应用场合设计、在硬件上采用各种安全处理措施、具有完善的诊断测试手段，并取得有关安全权威机构的安全证书的系统。 一般来讲，不能选用普通PLC作为安全系统的硬件，这是因为当它失效时，其输出不能保证是处于定义的安全状态。安全系统采用的是具有特殊结构型式和特殊处理方式的PLC，又称为安全PLC。 三 安全系统的基本要求 对安全系统的基本要求是：首先，安全系统的硬件应与担负常规控制的分散型控制系统(DCS)相互独立，物理上完全分离；其次，安全系统必须具有完善的诊断测试手段，包括对硬件(中央处理模块、输入/输出模块、I/O总线、通信模块等)和软件(操作系统、用户逻辑等)的测试。 |
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