PLC應用技術(shù)及應用中注意問題研究

1、郵寄地址：重慶市 永川區(qū) 重慶文理學院B區(qū)李苑 電話王維 收PLC應用技術(shù)及應用中注意問題研究王維（重慶文理學院，重慶 永川 402160）【摘要】隨著時代的發(fā)展，PLC對自動化行業(yè)的發(fā)展依然起著主導作用。最初采用計算機的設計思想，以及實現(xiàn)各種現(xiàn)場應用就是為了工業(yè)控制。其體積小，結(jié)構(gòu)緊密因此作為實現(xiàn)機電一體化設備的最佳選擇。伴隨著科技的進步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的制造成本越來越低，功能也在不斷地增強。在工業(yè)控制設備中的地位也越來越重要?！娟P(guān)鍵詞】PLC應用技術(shù)；注意問題；1 PLC 應用技術(shù)的特點1.1 PLC具有極高的抗干擾能力和超強的可靠性控制設備極為重要的

2、一個性能就是超強的可靠性。因為PLC廣泛應用于現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路技術(shù)，在制造生產(chǎn)的過程中工藝要求極嚴，且在電路的內(nèi)部應用了現(xiàn)在最先進的抗干擾技術(shù)，所以PLC具有極強的可靠性。與同等規(guī)模的繼電接觸系統(tǒng)比較，由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的電氣接線和開關(guān)節(jié)點大量減小，因而降低了故障率。并且PLC在硬件方面具有自我檢測功能，在故障出現(xiàn)時，會有警報信息及時發(fā)出；相關(guān)軟件應用方面，應用者還可以編入外圍器件自我檢測程序，這就讓PLC電路和其他電路都具備了自我診斷保護功能，因此，整個系統(tǒng)的具有極高的安全可靠性。1.2 具有很強的靈活性PLC的靈活性主要表現(xiàn)在以下幾點。 （1）擴展靈活： 如今PLC在功能和容

3、量方面隨著應用規(guī)模的不斷擴大也在不斷地增加；對于PLC容量和功能的增加可以通過多臺PLC、單元的擴展、增加輸入輸出卡件等等方式來實現(xiàn)。 （2）編程靈活：PLC不僅擴展靈活，在編程方面，PLC所使用的語言類型多而且容易掌握，比如梯形圖、功能表圖、布爾助記符以及功能模塊圖等等，且在進行編程時只需應用其中一種。 （3）操作靈活：PLC操作的靈活性是指在設計、安裝和編程方面的工作量大大減少，在實際的操作時，監(jiān)視和控制都變得容易。1.3齊全的配套和完善的功能隨著科技的進步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的體積不斷縮小，功能逐步完善，抗干擾性能大大增強，機械和電氣部件被有機地結(jié)合在一個設備內(nèi)?，F(xiàn)在PLC對于規(guī)

4、模不同的各種工業(yè)控制場合均具有規(guī)模不同的各種系列化產(chǎn)品與之對應。而且PLC故在各種數(shù)字場合均可應用，因為其具有相當完善的邏輯處理功能與數(shù)據(jù)運算能力。近些年來，大量的出現(xiàn)了類型多樣的功能單元，這就讓有機會滲透到各個工業(yè)領(lǐng)域，諸如位置領(lǐng)域、溫度領(lǐng)域以及CNX領(lǐng)域等等，特別是隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展以及不斷增強的PLC通信能力，帶來了能夠更方便操作控制的由PLC所構(gòu)成的各種控制系統(tǒng)。1.4 在使用時極為方便在PLC使用時的方便性，主要體現(xiàn)在以下幾點： （1）操作方便： 對PLC可方便進行操作； PLC有兩大主要操作。分別為有關(guān)程序輸入的操作和程序更改的操作。多數(shù)PLC是通過應用用編程器來進行程序的輸入

5、；通過搜索或按順序?qū)ふ依^電器編號、所需要的接點號或者地址編號來進行程序的更改，因此對PLC的操作是極為方便的。 （2）編程方便：PLC可以采用編程的語言的種類有很多，只需要掌握其中一種語言就可以完成相應的編程。比如梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等多鐘程序控制設計語言，所以在編程上對于PLC來說是極為方便和靈活的。 （3）維修方便： PLC的維修非常方便，因為PLC在硬件個軟件方面具有自我檢測功能，在故障出現(xiàn)時，會有故障信號燈或者故障代碼及時發(fā)出，或者通過CRT屏幕或編程器顯示。然后故障的部位就可以根據(jù)這些信息很快的確定出來，為故障的排除和維修節(jié)約了大量的時間，所以在PLC的維修上是非

6、常方便的。2 PLC 應用中必須引起注意的幾個事項2.1 關(guān)于工作環(huán)境方面PLC是一種通常不必制定或者應用相關(guān)措施，就可以直接進行應用的自動化工業(yè)生產(chǎn)的控制設備。但是生產(chǎn)環(huán)境太過于惡劣的話，即使PLC具有上面所講的有強抗干擾能力、高可靠性等優(yōu)點，由于受到各種因素的干擾，比如強烈的電磁干擾，或在安裝和使用上不恰當也就都有可能造成內(nèi)部信息的損壞，從而產(chǎn)生輸入上的錯誤并導致輸出上的錯誤，進而產(chǎn)生誤動作或者設備的失控，最終不能保證PLC的正常工作。因此要想從本質(zhì)上提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，在要求PLC生產(chǎn)廠家提高設備的和靠性和抗干擾能力的同時還要要求在設計、安裝和使用維護中的合理性給以高度的重視，對于

7、提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性的提高，只有做好多方面的配合才能真正的、有效的提高系統(tǒng)的抗干擾能力，使其具有較高的可靠性。因此在PLC應用應當注意一下幾個方面：（1）溫度根據(jù)PLC的使用要求，PLC要求環(huán)境溫度在055之間，在這環(huán)境溫度范圍中可以保證正常運行。所以PLC應安裝在四周散熱的空間足夠大，且不能安裝在發(fā)熱量相當大的原件周圍。（2）濕度要保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度不能超過85%，即是在沒有凝露的情況下使用，否則PLC的絕緣性能得不到保證。（3）震動應盡量使那些能夠產(chǎn)生強烈震動的那些震源遠離 PLC，且振動頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)振動要盡量防止。 如果受到條件限制，在存在震動的

8、環(huán)境中必須使用PLC的話，就要采取如減震膠等有效的減震措施來減輕這些震動，以免使接線或插件松動。（4）空氣避免一些如硫化氫，氯化氫，二氧化硫，二氧化氮等這些具有腐蝕性的氣體，因為這些氣體容易造成原件及印刷線路板的腐蝕。在空氣中有較多的粉塵顆粒（如灰塵、油煙、鐵粉等）或者有腐蝕性氣體的時候，則盡量在密閉性較高的控制柜或者控制室中安裝PLC。（5）電源電源是干擾進入PLC的主要途徑。在一般情況下，PLC對電源帶來的干擾具有一定的抗干擾能力。但是在電源干擾較強或者對可靠性要求較高的場合特征下，為了降低設備與地之間的干擾以及提高可靠性，應該要把帶有屏蔽層的隔離變壓器來對PLC系統(tǒng)供電，同時還可以在隔離

9、變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。PLC一般都配有直流24V輸出提供的輸入端，當輸入端使用外接直流電源時，應選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源或者原邊帶低通濾波器的穩(wěn)壓電源。2.2PLC控制系統(tǒng)中的干擾以及來源（1）干擾來源以及分類PLC控制系統(tǒng)同一般的工業(yè)控制系統(tǒng)一樣，大多在電流或者電壓劇烈變化的部位產(chǎn)生干擾源；對于不同的干擾模式可分為這兩種類型：共模干擾和差模干擾。共模干擾是由電網(wǎng)串入、空間電磁輻射及地電位差在信號線上感應的共態(tài)電壓迭加所形成。是信號對地的電壓差。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞，這種共模干擾可以為直流，亦可為交流。是一些系統(tǒng)I/ O 模件損壞率較高的主

10、要原因。差模干擾是由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，是作用于信號兩極間的干擾電壓，這種干擾疊加在信號上，將會直接影響測量與控制精度。（2）PLC系統(tǒng)中干擾的主要來源強電干擾PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍寬，將受到空間所有電磁干擾在線路上產(chǎn)生感應電壓和電流。而且刀的開關(guān)操作，大型用電設施的起停，電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊都會造成電網(wǎng)內(nèi)部的變化。均會受到這些造成的干擾柜內(nèi)干擾在控制柜內(nèi)的雜亂的布線，高壓電源線及大的電感性負載都容易對PLC造成干擾。在柜內(nèi)安裝時，應使PLC遠離高壓電源線200mm。信號線引入產(chǎn)生的干擾 PLC控制系統(tǒng)相連接的各類信號傳

11、輸線，在傳輸各種有效工作信號外，還會有外部的干擾信號的侵入，使輸入信號不能表現(xiàn)為正常工作信號。這種干擾主要通過兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源 引入到傳輸信號線的電網(wǎng)干擾；二是信號線上的外部感應干擾，如信號線受到空間電磁輻射感應的干擾。這種干擾造成的影響很大。不僅可能導致系統(tǒng)工作異?；蚩刂凭冉档?，還有可能造成某些元器件的損毀由接地混亂時產(chǎn)生的干擾接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效方法之一。正確的接地，不僅能抑制電磁干擾的對PLC系統(tǒng)的影響而且能抑制設備向外發(fā)出干擾。但是在實際應用中錯誤的接地，接地點間存在電位差，以及接地點電位分布不均，都有可能帶來嚴重的干擾

12、信號，使PLC系統(tǒng)無法正常工作。由PLC系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的干擾這種干擾主要由電路間的相互電磁輻射及內(nèi)部元器件產(chǎn)生，如邏輯地和模擬地的互相影響，元器件間的相互不匹配使用及邏輯電路間相互輻射及其對模擬電路的影響等等。2.3 關(guān)于抗干擾措施的制定2.3.1正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)良好的接地時保證PLC安全可靠運行的重要條件，它可以有效的避免應電壓沖擊帶來的危害。安全和抑制干擾通常是接地要達到的兩個目的。所以，正確合理的選擇接地點，促使接地系統(tǒng)的完善，這是PLC 控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。在接地方面，要特別注意不同設備不同信號線之間的接地要求，PLC最好單獨接地，與其他設備各自使用各自的接地裝置，也可以采用公共接地方式，但一定不能使用串聯(lián)接地方式。因為這種接地方式會在PLC與設備之間產(chǎn)生電位差， 而影響系統(tǒng)正常工作，這是接地系統(tǒng)混亂對PLC 系統(tǒng)造成干擾的主要原因。另外，在接地時還需要注意滿足如下幾個條件：PLC的接地線應當盡量短，使接地點盡量靠近PLC。保證接地電阻不超過100歐姆、盡量選用電阻較小橫截面積大于2 mm²的接地線等。2.3.2電源的合理處置若引入電源會帶來電網(wǎng)干擾，這時可以用帶屏蔽層的隔離變壓器對PLC系統(tǒng)供電，還可以把在LC濾波電路串接在隔離變壓器二次側(cè)。從而達到減少電網(wǎng)的引入而帶來的干擾。 2.3.3 變頻器干擾的抑