Надежность систем автоматизации. Основные правила

Надежность систем автоматизации. Основные правила

Здесь мы не будем рассказывать о формулах, терминах и монографиях по теории надежности.
В данной статье вкратце осветим элементарные правила создания надежных систем.

КАЧЕСТВЕННЫЕ КОМПЛЕКТУЮЩИЕ

При создании систем на комплектующих лучше не экономить. К примеру, надежность контроллера, применяемого в системе, является основой для надежности всей установки. Конечно, контроллер является одним из наиболее дорогих элементов, но экономия на нем может обойтись еще дороже, особенно там, где каждая минута простоя оборудования стоит немалую сумму. Мелочей в этом вопросе нет. Плохого качества клеммник или некачественный источник питания могут погубить работоспособность целой установки.

Нередко можно встретить бытовые вентиляторы охлаждения, установленные кустарными изготовителями на шкафах «hand made» , стоящие в 2-3 раза дешевле промышленных, или самые дешевые пускатели, управляющие дорогими импортными промышленными контроллерами. Они, конечно, будут работать, но ни о какой долговечности здесь говорить не приходится. За время, пока работает тот же промышленный вентилятор, обычно выходит из строя 3-4 бытовых. Вот и вся экономия. А если учесть затраты на простой оборудования при замене и отсутствие фильтрации, такое решение становится и вовсе разорительным.

Или, например, взять такую мелочь, как надписи на органах управления. Многие производители наклеивают бумажки на прозрачный скотч. Не надо объяснять, что они держатся первые полгода. Правильные подписи должны быть сделаны так, чтобы не выцветать, не отклеиваться, всегда оставаться легко читаемыми.

КАЧЕСТВО СБОРКИ

Качество сборки шкафа является крайне важным фактором. Плохо затянутые контакты и отсутствие наконечников на проводах могут привести к прекращению нормального функционирования, неверное расположение оборудования внутри шкафа - к перегреву. Отсутствие маркировки на проводах и оборудовании впоследствии превратит устранение даже мелкой неисправности в трудоемкую долгую работу.

СХЕМА

Грамотно и профессионально составленная пневматическая схема избавит от последующих нештатных ситуаций и позволит системе функционировать без сбоев. Современные средства автоматизации, в частности программируемые контроллеры, значительно упростили электрические схемы автоматики. Но в то же время они привнесли свои нюансы в схемы с их применением, которые специалисты учитывать обязаны.

УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОГРАММА КОНТРОЛЛЕРА

Разработке управляющей программы необходимо уделять особое внимание. Это самая важная и ответственная часть современных систем автоматизации, построенных на базе программируемых контроллеров. Программа – это мозг системы автоматики. Если она будет написана некорректно, то, как бы качественно не было сделано все остальное, система будет работать со сбоями. Причем проверить «на глаз» правильность написания программы практически невозможно. Секретов написания корректных и функциональных программ не так и много.

Вот некоторые из них:
а) правильность постановки задачи
б) работа профессионального программиста
в) многократное тестирование как в стендовых испытаниях, так и на реальном объекте.

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СИСТЕМЫ ПРИ ВЫХОДЕ ИЗ СТРОЯ НЕКРИТИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Как правило, в системе автоматики наиболее уязвимыми элементами являются датчики, так как они находятся в зоне агрессивного воздействия измеряемых сред. Выход из строя датчика, по которому осуществляется регулирование системы, ведет к остановке работы всей системы. Но стоимость датчиков относительно стоимости всей системы невелика, поэтому зачастую бывает оправданно использовать дублирование наиболее важных датчиков. При этом система должна автоматически провести диагностику поломки основного датчика и перейти на работу от резервного. Удорожание в данном случае будет минимальным, а надежность может быть повышена значительно. Кроме того, в случае поломки датчика, без которого система может нормально функционировать, не должно происходить её остановки. Должен быть выдан предупреждающий сигнал, но система должна оставаться в работе.

ЗАЩИТА ОТ НЕВЕРНЫХ ДЕЙСТВИЙ ПЕРСОНАЛА

Причинами отказов системы могут быть и неверные действия обслуживающего персонала. Чтобы снизить эту возможность, необходимо предусматривать в системах автоматики защиту «от дураков». Как пример: ограничение диапазона введения установки поддерживаемого параметра, блокировка включения механизмов, вынуждение к правильной последовательности действий, предупреждения о неверных действиях и прочее.

Самая же эффективная защита – это как можно больше функций переложить на автоматику, оставив за человеком лишь контролирующую функцию.

ЗАЩИТА ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВНЕШНИМИ ФАКТОРАМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Системы автоматики должны быть максимально защищены от влияния внешних факторов . Степень защиты оболочек, в которых размещены компоненты автоматики, должны соответствовать условиям эксплуатации. Например, для сырых помещений шкафы должны иметь степень защиты не менее IP54. При размещении шкафов автоматики в неотапливаемых помещениях они обязательно должны иметь систему внутреннего обогрева.

ЗАЩИТА ВНЕШНИХ ЦЕПЕЙ

Наиболее уязвимыми в плане повреждений являются внешние цепи шкафов автоматики. Если внутри шкафа, как правило, никаких повреждений не случается (если конечно не постарается обслуживающий персонал), то во внешних кабельных линиях это не редкость. Чтобы эти повреждения не привели к выходу из строя элементов системы, внешние линии должны обязательно иметь защиту. Как правило, такая защита осуществляется с помощью плавких предохранителей, а также развязкой сигналов через реле. Также уместно осуществлять автоматический контроль состояния внешних цепей и при наличии в них неисправностей выдавать предупреждающий сигнал.

ПИТАНИЕ. ЭМС ЗАЩИТА

Цепи питания являются крайне важными в плане обеспечения надежности работы системы. Выход из строя единственного источника питания превращает всю систему автоматики в груду железа. Поэтому по цепям питания необходимо реализовывать защиту каждого питаемого блока с помощью предохранителей, а также желательно устанавливать несколько блоков питания на систему. Рекомендуется выделять отдельный блок питания для внешних цепей.

Особенно пристальное внимание следует уделять защите систем автоматики от электромагнитных помех. Такая необходимость пришла вместе с широким распространением преобразовательной техники на предприятиях. Если еще 20-30 лет назад уровень гармоник предприятий был невелик, то сейчас он с каждым годом становится все выше и выше.

Вот некоторые методы обеспечения электромагнитной совместимости:
а) использовать фильтры ЭМС с преобразователями частоты,
б) по возможности размещать средства автоматизации и силовую часть установок в разных шкафах,
в) питание цепей управления осуществлять постоянным током от качественных источников питания,
г) ставить сетевые фильтры, где это необходимо,
д) использовать экранированные кабели слаботочных сигналов и т.п.

Все перечисленные методы относятся к обычным общепромышленным системам автоматики и не относятся к системам с высокой степенью надежности, например, таким, как системы противоаварийной защиты, системы обеспечения безопасности и прочие. В таких системах принципы надежности являются приоритетными и обеспечиваются более продвинутыми методами.

Подписаться на рассылку


E-mail:





Шкафы автоматики – сложная система, состоящая из большого количества частей. Человеку, не так часто ...
Время сегодня – самый важный ресурс. Опытные руководители знают ему цену, поэтому предпочитают компл...
Когда на предприятии встает вопрос об автоматизации технологических процессов, то первый вопрос, кот...
Этот вопрос рано или поздно возникает перед каждым производителем промышленного оборудования. Доводо...
Дима
14.11.2012 11:21:52
Нормально написано