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PLC使用注意摘要：介绍可编程控制器在工业控制领域应用和PLC在应用过程中，要确保正常运行应该注意一系列问题，并给出部分合理提议。关键词：PLC 工业控制 抗干扰 布线 接地 提议一、简述 多年来，可编程控制器（以下简称PLC）从其产生到现在，实现了接线逻辑到存放逻辑飞跃；其功效从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等多种任务跨越。今天PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络各方面能力全部已大幅提升，成为工业控制领域主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大作用。二、PLC应用领域 现在，PLC在中国外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环境保护及文化娱乐等各个行业，使用情况关键分为以下几类： 1开关量逻辑控制 替换传统继电器电路，实现逻辑控制、次序控制，既可用于单台设备控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2工业过程控制 在工业生产过程当中，存在部分如温度、压力、流量、液位和速度等连续改变量（即模拟量），PLC采取对应A/D和D/A转换模块及多种多样控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调整是通常闭环控制系统中用得较多一个调整方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场所有很广泛应用。 3运动控制 PLC能够用于圆周运动或直线运动控制。通常使用专用运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机单轴或多轴位置控制模块，广泛用于多种机械、机床、机器人、电梯等场所。 4数据处理 PLC含有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功效，能够完成数据采集、分析及处理。数据处理通常见于如造纸、冶金、食品工业中部分大型控制系统。 5通信及联网PLC通信含PLC间通信及PLC和其它智能设备间通信。伴随工厂自动化网络发展，现在PLC全部含有通信接口，通信很方便。三、PLC应用特点 1可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备关键性能。PLC因为采取现代大规模集成电路技术，采取严格生产工艺制造，内部电路采取了优异抗干扰技术，含有很高可靠性。使用PLC组成控制系统，和相同规模继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已降低到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。另外，PLC带有硬件故障自我检测功效，出现故障时可立即发出警报信息。在应用软件中，应用者还能够编入外围器件故障自诊疗程序，使系统中除PLC以外电路及设备也取得故障自诊疗保护。这么，整个系统将极高可靠性。 2配套齐全，功效完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了多种规模系列化产品，能够用于多种规模工业控制场所。除了逻辑处理功效以外，PLC大多含有完善数据运算能力，可用于多种数字控制领域。多个多样功效单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等多种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC组成多种控制系统变得很轻易。 3易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC是面向工矿企业工控设备。它接口轻易，编程语言易于为工程技术人员接收。梯形图语言图形符号和表示方法和继电器电路图相当靠近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人从事工业控制打开了方便之门。 4系统设计，工作量小，维护方便，轻易改造 PLC用存放逻辑替换接线逻辑，大大降低了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时日常维护也变得轻易起来，更关键是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这尤其适合多品种、小批量生产场所。四、PLC应用中需要注意问题 PLC是一个用于工业生产自动化控制设备，通常不需要采取什么方法，就能够直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰尤其强烈，或安装使用不妥，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引发误输出，这将会造成设备失控和误动作，从而不能确保PLC正常运行，要提升PLC控制系统可靠性，首先要求PLC生产厂家提升设备抗干扰能力；其次，要求设计、安装和使用维护中引发高度重视，多方配合才能完善处理问题，有效地增强系统抗干扰性能。所以在使用中应注意以下问题：1工作环境（1）温度 PLC要求环境温度在055oC，安装时不能放在发烧量大元件下面，四面通风散热空间应足够大。（2）湿度为了确保PLC绝缘性能，空气相对湿度应小于85%（无凝露）。（3）震动 应使PLC远离强烈震动源，预防振动频率为1055Hz频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时，必需采取减震方法，如采取减震胶等。（4）空气 避免有腐蚀和易燃气体，比如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体环境，可将PLC安装在封闭性很好控制室或控制柜中。（5）电源 PLC对于电源线带来干扰含有一定抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰尤其严重环境中，能够安装一台带屏蔽层隔离变压器，以降低设备和地之间干扰。通常PLC全部有直流24V输出提供给输入端，当输入端使用外接直流电源时，应选择直流稳压电源。因为一般整流滤波电源，因为纹波影响，轻易使PLC接收到错误信息。2控制系统中干扰及其起源现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性原因之一，所谓治标先治本，找出问题所在，才能提出处理问题措施。所以必需知道现场干扰源头。（1）干扰源及通常分类 影响PLC控制系统干扰源，大全部产生在电流或电压猛烈改变部位，其原因是电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射；磁场改变产生电流，电磁高速产生电磁波。通常电磁干扰按干扰模式不一样，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地电位差，关键由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应共态（同方向）电压叠加所形成。共模电压经过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是部分系统I/O模件损坏率较高关键原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间干扰电压，关键由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量和控制精度。（2）PLC系统中干扰关键起源及路径强电干扰 PLC系统正常供电电源均由电网供电。因为电网覆盖范围广，它将受到全部空间电磁干扰而在线路上感应电压。尤其是电网内部改变，刀开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引发谐波、电网短路暂态冲击等，全部经过输电线路传到电源原边。柜内干扰控制柜内高压电器，大电感性负载，混乱布线全部轻易对PLC造成一定程度干扰。来自信号线引入干扰 和PLC控制系统连接各类信号传输线，除了传输有效各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰关键有两种路径：一是经过变送器供电电源或共用信号仪表供电电源串入电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应干扰，即信号线上外部感应干扰，这是很严重。由信号引入干扰会引发I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引发元器件损伤。来自接地系统混乱时干扰 接地是提升电子设备电磁兼容性（EMC）有效手段之一。正确接地，既能抑制电磁干扰影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误接地，反而会引入严重干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。来自PLC系统内部干扰 关键由系统内部元器件及电路间相互电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路影响，模拟地和逻辑地相互影响及元器件间相互不匹配使用等。变频器干扰 一是变频器开启及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰，引发电网电压畸变，影响电网供电质量；二是变频器输出会产生较强电磁辐射干扰，影响周围设备正常工作。3关键抗干扰方法（1）电源合理处理，抑制电网引入干扰对于电源引入电网干扰能够安装一台带屏蔽层变比为1:1隔离变压器，以降低设备和地之间干扰，还能够在电源输入端串接LC滤波电路。图1所表示（2）安装和布线 动力线、控制线和PLC电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器和PLC和I/O之间应采取双胶线连接。将PLCIO线和大功率线分开走线，如必需在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件许可，分槽走线最好，这不仅能使其有尽可能大空间距离，并能将干扰降到最低程度。 PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不能和高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离应大于200mm）。和PLC装在同一个柜子内电感性负载，如功率较大继电器、接触器线圈，应并联RC消弧电路。 PLC输入和输出最好分开走线，开关量和模拟量也要分开敷设。模拟量信号传送应采取屏蔽线，屏蔽层应一端或两端接地，接地电阻应小于屏蔽层电阻1/10。 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆，输出线应尽可能远离高压线和动力线，避免并行。（3）I/O端接线输入接线 输入接线通常不要太长。但假如环境干扰较小，电压降不大时，输入接线可合适长些。 输入/输出线不能用同一根电缆，输入/输出线要分开。 尽可能采取常开触点形式连接到输入端，使编制梯形图和继电器原理图一致，便于阅读。输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不一样组中，可采取不一样类型和电压等级输出电压。但在同一组中输出只能用同一类型、同一电压等级电源。 因为PLC输出元件被封装在印制电路板上，而且连接至端子板，若将连接输出元件负载短路，将烧毁印制电路板。 采取继电器输出时，所承受电感性负载大小，会影响到继电器使用寿命，所以，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。 PLC输出负载可能产生干扰，所以要采取方法加以控制，如直流输出续流管保护，交流输出阻容吸收电路，晶体管及双向晶闸管输出旁路电阻保护。（4）正确选择接地点，完善接地系统 良好接地是确保PLC可靠工作关键条件，能够避免偶然发生电压冲击危害。接地目标通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰关键方法之一。 PLC控制系统地线包含系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统干扰关键是各个接地点电位分布不均，不一样接地点间存在地电位差，引发地环路电流，影响系统正常工作。比如电缆屏蔽层必需一点接地，假如电缆屏蔽层两端A、B全部接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态如雷击时，地线电流将更大。 另外，屏蔽层、接地线和大地有可能组成闭合环路，在改变磁场作用下，屏蔽层内又会出现感应电流，经过屏蔽层和芯线之间耦合，干扰信号回路。若系统地和其它接地处理混乱，所产生地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路正常工作。PLC工作逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位分布干扰轻易影响PLC逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位分布将造成测量精度下降，引发对信号测控严重失真和误动作。 安全地或电源接地 将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。如电源漏电或柜体带电，可从安全接地导入地下，不会对人造成伤害。 系统接地 PLC控制器为了和所控各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值不得大于4，通常需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作为控制系统地。 信号和屏蔽接地 通常要求信号线必需要有唯一参考地，屏蔽电缆碰到有可能产生传导干扰场所，也要在就地或控制室唯一接地，预防形成“地环路”。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢靠连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号屏蔽双绞线和多芯对绞总屏蔽电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理，选择合适接地处单点接点。（5）对变频器干扰抑制变频器干扰处理通常有下面多个方法： 加隔离变压器，关键是针对来自电源传导干扰，能够将绝大部分传导干扰阻隔在隔离变压器之前。 使用滤波器，滤波器含有较强抗干扰能力，还含有预防将设备本身干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功效。使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器关键是降低变频器输出在能量传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。五、结束语 PLC控制系统中干扰是一个十分复杂问题，所以在抗干扰设计中应综合考虑各方面原因，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。伴随PLC应用领域不停拓宽，怎样高效可靠使用PLC也成为其发展关键原因。二十一世纪，PLC会有更大发展，产品品种会更丰富、规格更齐全，经过完美人机界面、完备通信设备会愈加好地适应多种工业控制场所需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络关键组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大作用。