PLC應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)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(xué)院B區(qū)李苑 電話王維 收PLC應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用中注意問題研究王維（重慶文理學(xué)院，重慶 永川 402160）【摘要】隨著時(shí)代的發(fā)展，PLC對(duì)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展依然起著主導(dǎo)作用。最初采用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，以及實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備的最佳選擇。伴隨著科技的進(jìn)步和電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的制造成本越來(lái)越低，功能也在不斷地增強(qiáng)。在工業(yè)控制設(shè)備中的地位也越來(lái)越重要?！娟P(guān)鍵詞】PLC應(yīng)用技術(shù)；注意問題；1 PLC 應(yīng)用技術(shù)的特點(diǎn)1.1 PLC具有極高的抗干擾能力和超強(qiáng)的可靠性控制設(shè)備極為重要的

2、一個(gè)性能就是超強(qiáng)的可靠性。因?yàn)镻LC廣泛應(yīng)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(guò)程中工藝要求極嚴(yán)，且在電路的內(nèi)部應(yīng)用了現(xiàn)在最先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，所以PLC具有極強(qiáng)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(diǎn)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(cè)功能，在故障出現(xiàn)時(shí)，會(huì)有警報(bào)信息及時(shí)發(fā)出；相關(guān)軟件應(yīng)用方面，應(yīng)用者還可以編入外圍器件自我檢測(cè)程序，這就讓PLC電路和其他電路都具備了自我診斷保護(hù)功能，因此，整個(gè)系統(tǒng)的具有極高的安全可靠性。1.2 具有很強(qiáng)的靈活性PLC的靈活性主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。 （1）擴(kuò)展靈活： 如今PLC在功能和容

3、量方面隨著應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大也在不斷地增加；對(duì)于PLC容量和功能的增加可以通過(guò)多臺(tái)PLC、單元的擴(kuò)展、增加輸入輸出卡件等等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （2）編程靈活：PLC不僅擴(kuò)展靈活，在編程方面，PLC所使用的語(yǔ)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(jìn)行編程時(shí)只需應(yīng)用其中一種。 （3）操作靈活：PLC操作的靈活性是指在設(shè)計(jì)、安裝和編程方面的工作量大大減少，在實(shí)際的操作時(shí)，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(jìn)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(qiáng)，機(jī)械和電氣部件被有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)?，F(xiàn)在PLC對(duì)于規(guī)

4、模不同的各種工業(yè)控制場(chǎng)合均具有規(guī)模不同的各種系列化產(chǎn)品與之對(duì)應(yīng)。而且PLC故在各種數(shù)字場(chǎng)合均可應(yīng)用，因?yàn)槠渚哂邢喈?dāng)完善的邏輯處理功能與數(shù)據(jù)運(yùn)算能力。近些年來(lái)，大量的出現(xiàn)了類型多樣的功能單元，這就讓有機(jī)會(huì)滲透到各個(gè)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(qiáng)的PLC通信能力，帶來(lái)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(shí)極為方便在PLC使用時(shí)的方便性，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： （1）操作方便： 對(duì)PLC可方便進(jìn)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(guò)應(yīng)用用編程器來(lái)進(jìn)行程序的輸入

5、；通過(guò)搜索或按順序?qū)ふ依^電器編號(hào)、所需要的接點(diǎn)號(hào)或者地址編號(hào)來(lái)進(jìn)行程序的更改，因此對(duì)PLC的操作是極為方便的。 （2）編程方便：PLC可以采用編程的語(yǔ)言的種類有很多，只需要掌握其中一種語(yǔ)言就可以完成相應(yīng)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(shè)計(jì)語(yǔ)言，所以在編程上對(duì)于PLC來(lái)說(shuō)是極為方便和靈活的。 （3）維修方便： PLC的維修非常方便，因?yàn)镻LC在硬件個(gè)軟件方面具有自我檢測(cè)功能，在故障出現(xiàn)時(shí)，會(huì)有故障信號(hào)燈或者故障代碼及時(shí)發(fā)出，或者通過(guò)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(lái)，為故障的排除和維修節(jié)約了大量的時(shí)間，所以在PLC的維修上是非

6、常方便的。2 PLC 應(yīng)用中必須引起注意的幾個(gè)事項(xiàng)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(yīng)用相關(guān)措施，就可以直接進(jìn)行應(yīng)用的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)的控制設(shè)備。但是生產(chǎn)環(huán)境太過(guò)于惡劣的話，即使PLC具有上面所講的有強(qiáng)抗干擾能力、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，由于受到各種因素的干擾，比如強(qiáng)烈的電磁干擾，或在安裝和使用上不恰當(dāng)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(cuò)誤并導(dǎo)致輸出上的錯(cuò)誤，進(jìn)而產(chǎn)生誤動(dòng)作或者設(shè)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(shè)備的和靠性和抗干擾能力的同時(shí)還要要求在設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中的合理性給以高度的重視，對(duì)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(yīng)用應(yīng)當(dāng)注意一下幾個(gè)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(yùn)行。所以PLC應(yīng)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(dāng)大的原件周圍。（2）濕度要保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度不能超過(guò)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(dòng)應(yīng)盡量使那些能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)的那些震源遠(yuǎn)離 PLC，且振動(dòng)頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)要盡量防止。 如果受到條件限制，在存在震動(dòng)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(lái)減輕這些震動(dòng)，以免使接線或插件松動(dòng)。（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?yàn)檫@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(shí)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(jìn)入PLC的主要途徑。在一般情況下，PLC對(duì)電源帶來(lái)的干擾具有一定的抗干擾能力。但是在電源干擾較強(qiáng)或者對(duì)可靠性要求較高的場(chǎng)合特征下，為了降低設(shè)備與地之間的干擾以及提高可靠性，應(yīng)該要把帶有屏蔽層的隔離變壓器來(lái)對(duì)PLC系統(tǒng)供電，同時(shí)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(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)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(lái)源（1）干擾來(lái)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(duì)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(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)電壓迭加所形成。是信號(hào)對(duì)地的電壓差。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，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(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)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(hào)兩極間的干擾電壓，這種干擾疊加在信號(hào)上，將會(huì)直接影響測(cè)量與控制精度。（2）PLC系統(tǒng)中干擾的主要來(lái)源強(qiáng)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(yīng)電壓和電流。而且刀的開關(guān)操作，大型用電設(shè)施的起停，電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊都會(huì)造成電網(wǎng)內(nèi)部的變化。均會(huì)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(fù)載都容易對(duì)PLC造成干擾。在柜內(nèi)安裝時(shí)，應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離高壓電源線200mm。信號(hào)線引入產(chǎn)生的干擾 PLC控制系統(tǒng)相連接的各類信號(hào)傳

11、輸線，在傳輸各種有效工作信號(hào)外，還會(huì)有外部的干擾信號(hào)的侵入，使輸入信號(hào)不能表現(xiàn)為正常工作信號(hào)。這種干擾主要通過(guò)兩種途徑：一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源 引入到傳輸信號(hào)線的電網(wǎng)干擾；二是信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，如信號(hào)線受到空間電磁輻射感應(yīng)的干擾。這種干擾造成的影響很大。不僅可能導(dǎo)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(shí)產(chǎn)生的干擾接地是提高電子設(shè)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(duì)PLC系統(tǒng)的影響而且能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾。但是在實(shí)際應(yīng)用中錯(cuò)誤的接地，接地點(diǎn)間存在電位差，以及接地點(diǎn)電位分布不均，都有可能帶來(lái)嚴(yán)重的干擾

12、信號(hào)，使PLC系統(tǒng)無(wú)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(duì)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(diǎn)，完善接地系統(tǒng)良好的接地時(shí)保證PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件，它可以有效的避免應(yīng)電壓沖擊帶來(lái)的危害。安全和抑制干擾通常是接地要達(dá)到的兩個(gè)目的。所以，正確合理的選擇接地點(diǎn)，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(shè)備不同信號(hào)線之間的接地要求，PLC最好單獨(dú)接地，與其他設(shè)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?yàn)檫@種接地方式會(huì)在PLC與設(shè)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(duì)PLC 系統(tǒng)造成干擾的主要原因。另外，在接地時(shí)還需要注意滿足如下幾個(gè)條件：PLC的接地線應(yīng)當(dāng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。保證接地電阻不超過(guò)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(huì)帶來(lái)電網(wǎng)干擾，這時(shí)可以用帶屏蔽層的隔離變壓器對(duì)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(dá)到減少電網(wǎng)的引入而帶來(lái)的干擾。 2.3.3 變頻器干擾的抑