提高P LC控制系統(tǒng)可靠性的措施
雖然PLC具有很高的可靠性，并且有很強(qiáng)的抗干擾能力，但在過于惡劣的環(huán)境或安裝使用不當(dāng)?shù)惹闆r下，都有可能引起PLC內(nèi)部信息的破壞而導(dǎo)致控制混亂，甚至造成內(nèi)部元件損壞。為了提高PLC系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題。
一、適合的工作環(huán)境
1．環(huán)境溫度適宜
各生產(chǎn)廠家對PLC的環(huán)境溫度都有一定的規(guī)定。通常PLC允許的環(huán)境溫度約在0~55°C。因此，安裝時(shí)不要把發(fā)熱量大的元件放在PLC的下方；PLC四周要有足夠的通風(fēng)散熱空間；不要把PLC安裝在陽光直接照射或離暖氣、加熱器、大功率電源等發(fā)熱器件很近的場所；安裝PLC的控制柜最好有通風(fēng)的百葉窗，如果控制柜溫度太高，應(yīng)該在柜內(nèi)安裝風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。
2．環(huán)境濕度適宜
PLC工作環(huán)境的空氣相對濕度一般要求小于85％，以保證PLC的絕緣性能。濕度太大也會(huì)影響模擬量輸入/輸出裝置的精度。因此，不能將PLC安裝在結(jié)露、雨淋的場所。
3．注意環(huán)境污染
不宜把PLC安裝在有大量污染物（如灰塵、油煙、鐵粉等）、腐燭性氣體和可燃性氣體的場所，尤其是有腐蝕性氣體的地方，易造成元件及印刷線路板的腐蝕。如果只能安裝在這種場所，在溫度允許的條件下，可以將PLC封閉；或?qū)LC安裝在密閉性較高的控制室內(nèi)，并安裝空氣凈化裝置。
4．遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源
安裝PLC的控制柜應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離有強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊場所，尤其是連續(xù)、頻繁的振動(dòng)。必要時(shí)可以采取相應(yīng)措施來減輕振動(dòng)和沖擊的影響，以免造成接線或插件的松動(dòng)。
5．遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源
PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設(shè)備和大型動(dòng)力設(shè)備等，同時(shí)PLC還應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場和強(qiáng)放射源，以及易產(chǎn)生強(qiáng)靜電的地方。
二、合理的安裝與布線
1. 注意電源安裝
電源是干擾進(jìn)入PLC的主要途徑。PLC系統(tǒng)的電源有兩類：外部電源和內(nèi)部電源。
外部電源是用來驅(qū)動(dòng)PLC輸出設(shè)備(負(fù)載)和提供輸入信號的，又稱用戶電源，同一臺(tái)PLC的外部電源可能有多規(guī)格。外部電源的容量與性能由輸出設(shè)備和PLC的輸入電路決定。由于PLC的I／O電路都具有濾波、隔離功能，所以外部電源對PLC性能影響不大。因此，對外部電源的要求不高。
內(nèi)部電源是PLC的工作電源，即PLC內(nèi)部電路的工作電源。它的性能好壞直接影響到PLC的可靠性。因此，為了保證PLC的正常工作，對內(nèi)部電源有較高的要求。一般PLC的內(nèi)部電源都采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源或原邊帶低通濾波器的穩(wěn)壓電源。
在干擾較強(qiáng)或可靠性要求較高的場合，應(yīng)該用帶屏蔽層的隔離變壓器，對PLC系統(tǒng)供電。還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路。同時(shí)，在安裝時(shí)還應(yīng)注意以下問題：
1) 隔離變壓器與PLC和I/O電源之間最好采用雙絞線連接，以控制串模干擾；
2) 系統(tǒng)的動(dòng)力線應(yīng)足夠粗，以降低大容量設(shè)備起動(dòng)時(shí)引起的線路壓降；
3) PLC輸入電路用外接直流電源時(shí)，最好采用穩(wěn)壓電源，以保證正確的輸入信號。否則可能使PLC接收到錯(cuò)誤的信號。
2. 遠(yuǎn)離高壓
PLC不能在高壓電器和高壓電源線附近安裝，更不能與高壓電器安裝在同一個(gè)控制柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電源線，二者間距離應(yīng)大于200mm。
3. 合理的布線
1) I/O線、動(dòng)力線及其它控制線應(yīng)分開走線，盡量不要在同一線槽中布線。
2) 交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。
3) 開關(guān)量與模擬量的Ｉ/Ｏ線最好分開走線，對于傳送模擬量信號的Ｉ/Ｏ線最好用屏蔽線，且屏蔽線的屏敝層應(yīng)一端接地。
4) PLC的基本單元與擴(kuò)展單元之間電纜傳送的信號小、頻率高，很容易受干擾，不能與其它的連線敷埋在同一線槽內(nèi)。
5）PLC的I/O回路配線，必須使用壓接端子或單股線，不宜用多股絞合線直接與PLC的接線端于連接，否則容易出現(xiàn)火花。
6) 與PLC安裝在同一控制柜內(nèi)，雖不是由PLC控制的感性元件，也應(yīng)并聯(lián)ＲＣ或二極管消弧電路。
三、正確的接地
良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。為了抑制干擾，PLC一般最好單獨(dú)接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置，如圖6-37a所示；也可以采用公共接地，如圖6-37b所示；但禁止使用如圖6-37c所示的串聯(lián)接地方式，因?yàn)檫@種接地方式會(huì)產(chǎn)生PLC與設(shè)備之間的電位差。
圖6-37 PLC的接地
a)分別接地 b)公共按地 c)串聯(lián)接地
PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時(shí)，接地電阻要小于100Ω，接地線的截面應(yīng)大于２mm2。
另外，PLC的CPU單元必須接地，若使用了I/O擴(kuò)展單元等，則CPU單元應(yīng)與它們具有共同的接地體，而且從任一單元的保護(hù)接地端到地的電阻都不能大于100Ω。
四、必須的安全保護(hù)環(huán)節(jié)
１．短路保護(hù)
當(dāng)PLC輸出設(shè)備短路時(shí)，為了避免PLC內(nèi)部輸出元件損壞，應(yīng)該在PLC外部輸出回路中裝上熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。最好在每個(gè)負(fù)載的回路中都裝上熔斷器。
2. 互鎖與聯(lián)鎖措施
除在程序中保證電路的互鎖關(guān)系，PLC外部接線中還應(yīng)該采取硬件的互鎖措施，以確保系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，如電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制，要利用接觸器KM1、KM2常閉觸點(diǎn)在PLC外部進(jìn)行互鎖。在不同電機(jī)或電器之間有聯(lián)鎖要求時(shí)，最好也在PLC外部進(jìn)行硬件聯(lián)鎖。采用PLC外部的硬件進(jìn)行互鎖與聯(lián)鎖，這是PLC控制系統(tǒng)中常用的做法。
3．失壓保護(hù)與緊急停車措施
PLC外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護(hù)措施，當(dāng)臨時(shí)停電再恢復(fù)供電時(shí)，不按下“啟動(dòng)”按鈕PLC的外部負(fù)載就不能自行啟動(dòng)。這種接線方法的另一個(gè)作用是，當(dāng)特殊情況下需要緊急停機(jī)時(shí)，按下“停止”按鈕就可以切斷負(fù)載電源，而與PLC毫無關(guān)系。
五、必要的軟件措施
有時(shí)硬件措施不一定完全消除干擾的影響，采用一定的軟件措施加以配合，對提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性起到很好的作用。
1. 消除開關(guān)量輸入信號抖動(dòng)
在實(shí)際應(yīng)用中，有些開關(guān)輸入信號接通時(shí)，由于外界的干擾而出現(xiàn)時(shí)通時(shí)斷的“抖動(dòng)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會(huì)造成什么影響，但在PLC系統(tǒng)中，由于PLC掃描工作的速度快，掃描周期比實(shí)際繼電器的動(dòng)作時(shí)間短得多，所以抖動(dòng)信號就可能被PLC檢測到，從而造成錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，必須對某些“抖動(dòng)”信號進(jìn)行處理，以保證系統(tǒng)正常工作。
如圖6-38a所示，輸入X0抖動(dòng)會(huì)引起輸出Y0發(fā)生抖動(dòng)，可采用計(jì)數(shù)器或定時(shí)器，經(jīng)過適當(dāng)編程，以消除這種干擾。
如圖6-38b所示為消除輸入信號抖動(dòng)的梯形圖程序。當(dāng)抖動(dòng)干擾X0斷開時(shí)間間隔Δｔ＜K×0.1S，計(jì)數(shù)器C0不會(huì)動(dòng)作，輸出繼電器Y0保持接通，干擾不會(huì)影響正常工作；只有當(dāng)X0抖動(dòng)斷開時(shí)間Δｔ≥K×0.1S時(shí)，計(jì)數(shù)器C0計(jì)滿K次動(dòng)作，C0常閉斷開，輸出繼電器Y0才斷開。K為計(jì)數(shù)常數(shù)，實(shí)際調(diào)試時(shí)可根據(jù)干擾情況而定。
圖6-38 輸入信號抖動(dòng)的影響及消除
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