基于PLC控制系统特点及应用注意事项样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。PLC控制系统可靠性研究摘要PLC由于抗干扰能力强, 可靠性高, 编程简单, 性能价格比高, 在工业控制领域得到越来越广泛应用。 工业年月机作为中央控制单元, 配有组态软件, 选用大屏幕实时监视界面, 实现各控制点的动态显示、 数据修改、 故障诊断、 自动报警, 还可显示查询历史事件记录, 系统各主要部件累计运行时间, 各装置工艺流程图, 各装置结构图等。中央控制单元和下位机PLC之间采用串行通讯方式进行数据交换, 一般距离在1000m以内选用485双绞线通讯方式, 较常距离可选用光纤通讯, 更长距离也可选用无线通讯方式。下位机选用PLC控制, 根据控制对象的多少, 控制对象的范围, 可选用一台或多台PLC进行控制, PLC之间数据交换是利用内部链接寄存器, 实现数据交换和共享。由于PLC对现场进实时监控具有很高的可靠性, 且编程简单、 灵活, 因此越来越受到人们重视。关键词: PLC; 控制系统可靠性研究; 干扰源; 电磁兼容性目录1 绪论51.1 课题研究背景及目的51.2 课题研究方法51.3 论文主要内容52 PLC与控制系统62.1 认识 PLC62.2 PLC的应用领域62.3.1 开关量逻辑控制62.3.2 工业过程控制72.3.3 运动控制72.3.4. 数据处理72.3.5. 通信及联网72.4 PLC的组成82.4.1 硬件的组成82.4.2 软件的组成102.4.3 PLC系统软件与工作过程103 基于PLC控制系统特点及应用注意事项123.1 的应用特点123.2 PLC在实际应用中需注意的问题134.1 干扰源及一般分类144.2 PLC控制系统抗干扰分析154.2.1 干扰源及一般分类154.2.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径154.3 主要抗干扰措施164.3.1 电源的合理处理, 抑制电网引入的干扰164.3.2 安装与布线174.3.3 I/O端的接线174.3.4 正确选择接地点, 完善接地系统184.3.5 对变频器干扰的抑制191 绪论1.1 课题研究背景及目的随着科学技术的发展, PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行, 系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC, 有的是集中安装在控制室, 有的是安装在生产现场和各电机设备上, 它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。而本文研究的目的就在于, 去发现干扰源, 并针对干扰源进行有效的措施, 让机器在运行时能够更加安全、 稳定。 1.2 课题研究方法本课题的研究方法以发现问题分析问题解决问题的思路进行分析、 总结。1.3 论文主要内容本文主要进行对PLC控制系统的可靠性进行分析研究, 经过发现干扰源, 然后对干扰源进行相关措施解决方案2 PLC与控制系统2.1 认识 PLCPLC的全称为Programmable Logic Controller.它是微机急速与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物, 其基本设计思想是把计算机功能完善、 灵活、 通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、 操作方便、 价格便宜等优点结合起来, 控制器的硬件是标准的、 通用的。根据实际应用对象, 将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。由于PLC是由微处理器、 存储器和外围器件组成, 因此应用于工业控制计算机中的一类。对于用户来说, 可编程控制器是一种无触点设备, 改编程序可改变生产工艺, 一次如果在初步设计阶段就选用可编成控制器, 能够使得设计和调试变得简单容易。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储逻辑的飞跃; 其功能从弱到强, 实现了逻辑控制到数字控制的进步; 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各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、 数字运算、 人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高, 成为工业控制领域的主流控制设备, 在各行各业发挥着越来越大的作用。参考文献魏志精.可编程控制器应用基础M.电子工业出版社.2.2 PLC的应用领域当前, PLC在国内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、 环保及文化娱乐等各个行业, 使用情况2.3 主要分为如下几类: 2.3.1 开关量逻辑控制取代传统的继电器电路, 实现逻辑控制、 顺序控制, 既可用于单台设备的控制, 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。2.3.2 工业过程控制在工业生产过程当中, 存在一些如温度、 压力、 流量、 液位和速度等连续变化的量( 即模拟量) , PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量, 完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、 化工、 热处理、 锅炉控制等场合有非常广泛的应用。2.3.3 运动控制PLC能够用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块, 如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块, 广泛用于各种机械、 机床、 机器人、 电梯等场合。2.3.4. 数据处理PLC具有数学运算( 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、 位操作等功能, 能够完成数据的采集、 分析及处理。数据处理一般用于如造纸、 冶金、 食品工业中的一些大型控制系统。2.3.5. 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展, 现在的PLC都具有通信接口, 通信非常方便2.4 PLC的组成2.4.1 硬件的组成 PLC控制系统的硬件是由PLC, 输入/输出( I/O) 电路及外围设备等组成的。系统规模可根据实际应用的需要而定, 可大可小。下面对构成控制系统的主要部分简要介绍。( 1) 主控模块 除了早期生产的整体式PLC( PLC的各个不见都在同一机壳内) 外, 当前市场多数的PLC都已采用模块化的结构( PLC的各个部件独立封装, 称之为模块) 。在PLC中各个模块均经过系统总线相互连接起来构成一个系统。在这个系统中最核心的模块是主控模块( 也称CPU) , 它包括: CPU, 存储器, 通信接口等部分。CPU: CPU是PLC的控制中枢, 它由控制器和运算器组成。其中, 控制器是用来统一指挥和控制PLC工作的部件。运算器则是进行逻辑, 算术等运算部件。PLC在CPU的控制下使整个机器有条不紊的协调工作, 以实现对现场各个设备的控制。CPU的具体作用如下: 执行接受, 存储用户程序的操作指令。用以扫描方式来自输入单元的数据和状态信息, 并存入相应的数据存储区。执行监控程序和用户程序。完成数据和信息的处理, 产生相应的内部控制信号, 完成用户指令规定的各种操作。响应外部设备( 如编程器, 打印机) 的请求。PLC中所采用的CPU随机型的不同而不同, 一般有3种: 通用微处理器( 如8086, 80286, 80386等) , 单片机芯片, 位片式处理器。一般来说, 小型PLC大采用8位微处理器或单片机作为CPU, 如Intel8086, Inter96系列单片机, 具有集成度高, 运算速度快, 可靠性高等优点。如日本欧姆龙公司生产的OMRONC200H型PLC采用的是Motorola公司生产的MC68B09的CPU芯片。这是一种增强型8位微处理器。对大型PLC, 大多采用高速位片式微处理器, 它具有灵活性强, 速度快, 效率高的优点。当前, 一些厂家生产的PLC中, 还采用了冗余技术, 即采用双CPU或三 CPU工作, 进一步提高了系统可靠性。采用冗余技术可使PLC的平均无故障工作时间达几十万小时以上。 存储器: PLC系统中的存储器主要用于存放系统程序, 用户程序和工作状态数据。 系统程序存储区: 采用PROM或EPROM芯片存储器。它是由生产厂家直接存放的, 永久存储的程序和指令, 称为监控程序。监控程序和PLC的硬件组成与专用部件的特性有关, 用户不能随意访问和修改这部分存储器的程序。 存储器区: 工作数据是PLC运行过程中经常变化的, 需要随机存取的一些数据。这些数据一般不需要长久保存, 因此采用随机存储器RAM。数据存储区包括输入, 输出数据映象区, 定时器/计数器预置和当前数值的数据。 用户程序存储区: 用于存放用户经编程器或计算机输入的应用程序。一般采用EPROM或EEPROM存储器, 用户可檫写重新编程。用户程序存储器的容量一般就代表PLC的标称容量。一般, 小型机小于8KB, 中型机小于50KB, 而大型机能够在50KB以上。通信接口: 主控模块一般有一个或一个以上的通信接口( 简称通信口) , 用以与计算机, 编程器相连, 实现编程, 调试, 运行, 监视等功能。 ( 2) 输入/输出模块 PLC的控制对象是工业生产过程, 它与工业生产过程的联系是经过I/O模块实现的。生产过程有许多控制变量, 如温度, 压力, 液位, 速度, 电压, 开关量, 继电器状态等, 因此, 需要有相应的I/O模块作为CPU与工业生产现场的桥梁。且这些模块应具有较好的抗干扰能力。当前, 生产厂家已开发出各种型号的模块供用户选择。对于输入/输出模块有: 数字量输入/输出模块, 开关量输入/输出模块, 模拟量输入/输出模块, 交流新号输入/输出模块, 220V交流输入/输出模块。还有智能模块, 它本身带CPU, 存储器和监控系统, 可独立完成各种运算。智能模块的种类很多, 如高速计数模块, PID调节的模拟量控制模块, 阀门控制模块, 智能存储模块和智能I/O模块。 ( 3) 电源模块 该模块将交流电源转换成供CPU存储器所需的直流电源, 是整个PLC系统的能源供给中心。它的好坏直接影响到PLC的功能和可靠性。当前, 大多数PLC采用高质量的开关式稳压电源, 与普通电源相比, PLC的电源工作稳定性好, 抗干扰能力也强。有些机器的电源除了供内部电路使用外, 还向外提供24VDC的稳压电源, 用于外部传感器的需要, 这样就避免了因外部电源不合格而引起的外部故障。I/O电路 PLC的基本功能就是控制, 它采集被控对象的各种信号。经过PLC处理后, 经过执行装置实现控制。输入电路就是被控对象( 需要进行控制的机器, 设备和生产过程) 进行检测, 采集, 转换和输入。另外, 安装在控制台上的按钮, 开关等也能够向PLC送控制指令。输出电路的功能就是接受PLC输出的控制信号, 对被孔对象执行控制任务。 PLC外围设备 PLC的外围设备很多, 但基本功能不外乎对信息和数据的处理。常见的有编程器, 可编程终端, 打印机, 条码读入机等等。编程器PLC的重要外围设备之一, 它能够将用户编写的程序送到PLC的用户程序存储器。因此, 它的主要任务是输入程序, 调试程序和监控程序的执行过程。可编程终端是具有I/O功能的PLC人机界面产品。人能够经过触摸屏幕将信息输入PLC中同样可编程终端也能够将PLC的输入数据和信息显示在屏幕上。2.4.2 软件的组成PLC控制系统的软件主要是系统软件, 应用软件, 编程语言及编程支持工具软件几个部分组成。2.4.3 PLC系统软件与工作过程PLC系统软件是PLC工作所必须的软件。在系统软件的支持西, PLC对用户程序进行逐条的解释, 并加以执行, 直到用户程序结束, 然后返回到程序的起始又开始新的一轮扫描。PLC的这种工作方式就称之为循环扫描。值得注意的是在继电器控制系统中, 一个继电器的线圈被接通或断开, 继电器的所用触点( 常开触点和常闭触点) 都会立即动作。但在PLC中, 由于采用的是循环扫描的工作方式, 所用只有扫描到”线圈”的触点时, 才会动作, 没有扫描到时, 触点就不会动。而且PLC扫描一次用户程序的时间即扫描周期与拥护程序的长短和扫描速度有关, 一般为1ms至几十毫秒。现以OMRONP型机为例来说明PLC扫描的工作过程, 如上图在没有扫描之前, PLC首先应保证自身的完好性。接通电源之后, 为消除各元件状态的随机性, 进行清零或复位处理, 检查I/O单元连接是否正确, 再执行一段程序。使它涉及到各种指令和内存单元, 如果执行的时间不超过规定的时间范围, 则证明自身完好, 否则系统关闭。上述操作完成后, 将时间监视定时复位, 才允许扫描 用户程序。公共操作公共操作是在每次扫描程序前又一次自检, 若发现故障, 除了报警显示灯亮之外, 还判断故障性质。一般性故障, 只报警不停机, 等待处理; 对于严重故障, 则停止运行用户程序, 此时PLC切断一切输出。数据I/O数据输入/输出操作有的称为I/O状态刷新。它包括两种操作: 一是采样输入信号( 即刷新输入状态的内容) ; 二是送出处理结果( 即按输出状态表的内容刷新输出电路) 。 输入映象存储器及刷新。由上可知送入PLC端子上的输入信号, 经过电隔离, 电平转换, 滤波处理后, 进入缓冲器内CPU的采样。在PLC的存储器有一个专门存放I/O数据区, 其中对应输入端子的数据区, 称之为输入映象存储器。当CPU采样时, 输入信号由缓冲区进入映象区。接着就是数据输入或输出状态刷新。只有在采样刷新的时刻, 输入映象存储器中的内容才与输入信号( 不考虑电路固有的惯性和滤波滞后影响) 一致, 其它时间范围输入信号变化是不会影响映象存储器的内容的。由于PLC扫描周期一般只有几十毫秒, 因此两次采样时间很短, 对一般开关量来说, 能够认为没有因间断采样引起的误差。即认为输入信号一旦变化, 就能立即进入输入映象的存储器内。输出映象存储器及输出状态刷新。同样道理, CPU不能直接驱动负载。按用户程序要求及当前输入状态, 要保持到下次刷新为止。同样, 对于变化较慢的控制过程来说, 因为两次刷新的时间间隔和输出电路的惯性时间常数一般才几十毫秒, 能够认为输出信号是及时的。执行用户程序这里又包括监视与执行两部分。监视定时器WDT。监视定时器就T1是一般所说的”看门狗”WDT( Watch-DogTimer) , 它是用来监视程序执行是否正常。正常时, 执行完用户程序多用的时间不会超过T1, 在程序复位WDT, 即执行程序并开始计时: 执行完用户程序后立即令WDT复位, 表示程序执行正常。当程序执行过程中因某种干扰使扫描失控或进入死循环, 则WDT会发出超时报警信号, 使程序重新开始执行。如果是偶然因素造成超时, 重新程序不会再遇到”偶然干扰”, 系统便转入正常运行; 若由于不可恢复的确定性故障, 则系统会自动地停止执行用户程序, 切断外部负载, 发出故障信号, 等待处理。执行用户程序。用户程序是放在用户程序存储器中的, 扫描时, 按顺序从零步开始, 逐步解释和执行, 直到执行END指令才结束对用户程序的扫描。陈启明. 测量控制仪表使用中的防干扰措施J. 仪表技术与传感器, (5):4546.3 基于PLC控制系统特点及应用注意事项3.1 的应用特点1) 可靠性高, 抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术, 采用严格的生产工艺制造, 内部电路采取了先进的抗干扰技术, 具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统, 和同等规模的继电接触器系统相比, 电气接线及开关接点已减少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能, 出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中, 应用者还能够编入外围器件的故障自诊断程序, 使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样, 整个系统将极高的可靠性。2) 配套齐全, 功能完善, 适用性强PLC发展到今天, 已经形成了各种规模的系列化产品, 能够用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外, PLC大多具有完善的数据运算能力, 可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现, 使PLC渗透到了位置控制、 温度控制、 CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展, 使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3) 易学易用, 深受工程技术人员欢迎PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易, 编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表示方式和继电器电路图相当接近, 为不熟悉电子电路、 不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4) 系统的设计, 工作量小, 维护方便, 容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑, 大大减少了控制设备外部的接线, 使控制系统设计及建造的周期大为缩短, 同时日常维护也变得容易起来, 更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、 小批量的生产场合。3.2 PLC在实际应用中需注意的问题引言: PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备, 一般不需要采取什么措施, 就能够直接在工业环境中使用。然而, 尽管有如上所述的可靠性较高, 抗干扰能力较强, 但当生产环境过于恶劣, 电磁干扰特别强烈, 或安装使用不当, 就可能造成程序错误或运算错误, 从而产生误输入并引起误输出, 这将会造成设备的失控和误动作, 从而不能保证PLC的正常运行, 要提高PLC控制系统可靠性, 一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力; 另一方面, 要求设计、 安装和使用维护中引起高度重视, 多方配合才能完善解决问题, 有效地增强系统的抗干扰性能。因此在使用中应注意以下问题: ( 1) 温度PLC要求环境温度在055oC, 安装时不能放在发热量大的元件下面, 四周通风散热的空间应足够大。( 2) 湿度为了保证PLC的绝缘性能, 空气的相对湿度应小于85%( 无凝露) 。( 3) 震动应使PLC远离强烈的震动源, 防止振动频率为1055Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时, 必须采取减震措施, 如采用减震胶等。( 4) 空气避免有腐蚀和易燃的气体, 例如氯化氢、 硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境, 可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中。( 5) 电源PLC对于电源线带来的干扰具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或电源干扰特别严重的环境中, 能够安装一台带屏蔽层的隔离变压器, 以减少设备与地之间的干扰。一般PLC都有直流24V输出提供给输入端, 当输入端使用外接直流电源时, 应选用直流稳压电源。因为普通的整流滤波电源, 由于纹波的影响, 容易使PLC接收到错误信息。刘文勇. 大型测控系统抗干扰问题的探讨J. 兵工自动化,1997(4):1013. 4 控制系统中干扰及其来源现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一, 所谓治标先治本, 找出问题所在, 才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。4.1 干扰源及一般分类影响PLC控制系统的干扰源, 大都产生在电流或电压剧烈变化的部位, 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。一般电磁干扰按干扰模式不同, 分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差, 主要由电网串入、 地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态( 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( 这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因) , 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的干扰电压, 主要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的电压, 这种干扰叠加在信号上, 直接影响测量与控制精度。4.2 PLC控制系统抗干扰分析现场电磁干扰是PLC控制系统中最常见也是最易影响系统可靠性的因素之一, 所谓治标先治本, 找出问题所在, 才能提出解决问题的办法。因此必须知道现场干扰的源头。4.2.1 干扰源及一般分类影响PLC控制系统的干扰源, 大都产生在电流或电压剧烈变化的部位, 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。一般电磁干扰按干扰模式不同, 分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差, 主要由电网串入、 地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态( 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( 这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因) , 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的干扰电压, 主要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的电压, 这种干扰叠加在信号上, 直接影响测量与控制精度。4.2.2 PLC系统中干扰的主要来源及途径1.强电干扰PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广, 它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压。特别是电网内部的变化, 刀开关操作浪涌、 大型电力设备起停、 交直流传动装置引起的谐波、 电网短路暂态冲击等, 都经过输电线路传到电源原边。2.柜内干扰控制柜内的高压电器, 大的电感性负载, 混乱的布线都容易对PLC造成一定程度的干扰。来自信号线引入的干扰与PLC控制系统连接的各类信号传输线, 除了传输有效的各类信息之外, 总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径: 一是经过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰, 这往往被忽视; 二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰, 即信号线上的外部感应干扰, 这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低, 严重时将引起元器件损伤。3.来自接地系统混乱时的干扰接地是提高电子设备电磁兼容性( EMC) 的有效手段之一。正确的接地, 既能抑制电磁干扰的影响, 又能抑制设备向外发出干扰; 而错误的接地, 反而会引入严重的干扰信号, 使PLC系统将无法正常工作。4.来自PLC系统内部的干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生, 如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响, 模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。5.变频器干扰一是变频器启动及运行过程中产生谐波对电网产生传导干扰, 引起电网电压畸变, 影响电网的供电质量; 二是变频器的输出会产生较强的电磁辐射干扰, 影响周边设备的正常工作。4.3 主要抗干扰措施4.3.1 电源的合理处理, 抑制电网引入的干扰对于电源引入的电网干扰能够安装一台带屏蔽层的变比为1:1的隔离变压器, 以减少设备与地之间的干扰, 还能够在电源输入端串接LC滤波电路。如图1所示4.3.2 安装与布线 动力线、 控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线, 隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双胶线连接。将PLC的IO线和大功率线分开走线, 如必须在同一线槽内, 分开捆扎交流线、 直流线, 若条件允许, 分槽走线最好, 这不但能使其有尽可能大的空间距离, 并能将干扰降到最低限度。 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, 不能与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) 。摘自领硕学术网 与PLC装在同一个柜子内的电感性负载, 如功率较大的继电器、 接触器的线圈, 应并联RC消弧电路。 PLC的输入与输出最好分开走线, 开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线, 屏蔽层应一端或两端接地, 接地电阻应小于屏蔽层电阻的1/10。 交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆, 输出线应尽量远离高压线和动力线, 避免并行。4.3.3 I/O端的接线输入接线 输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小, 电压降不大时, 输入接线可适当长些。 输入/输出线不能用同一根电缆, 输入/输出线要分开。 尽可能采用常开触点形式连接到输入端, 使编制的梯形图与继电器原理图一致, 便于阅读。输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中, 可采用不同类型和电压等级的输出电压。但在同一组中的输出只能用同一类型、 同一电压等级的电源。 由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上, 而且连接至端子板, 若将连接输出元件的负载短路, 将烧毁印制电路板。 采用继电器输出时, 所承受的电感性负载的大小, 会影响到继电器的使用寿命, 因此, 使用电感性负载时应合理选择, 或加隔离继电器。 PLC的输出负载可能产生干扰, 因此要采取措施加以控制, 如直流输出的续流管保护, 交流输出的阻容吸收电路, 晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻保护。4.3.4 正确选择接地点, 完善接地系统良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件, 能够避免偶然发生的电压冲击危害。接地的目的一般有两个, 其一为了安全, 其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。PLC控制系统的地线包括系统地、 屏蔽地、 交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均, 不同接地点间存在地电位差, 引起地环路电流, 影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地, 如果电缆屏蔽层两端A、 B都接地, 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构成闭合环路, 在变化磁场的作用下, 屏蔽层内又会出现感应电流, 经过屏蔽层与芯线之间的耦合, 干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱, 所产生的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的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低, 逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮, 造成数据混乱、 程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降, 引起对信号测控的严重失真和误动作。 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控制器为了与所控的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, 一般需将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。 信号与屏蔽接地一般要求信号线必须要有唯一的参考地, 屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰的场合, 也要在就地或者控制室唯一接地, 防止形成”地环路”。信号源接地时, 屏蔽层应在信号侧接地; 摘自领硕学术网 不接地时, 应在PLC侧接地; 信号线中间有接头时, 屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理, 一定要避免多点接地; 多个测点信号的屏蔽双绞线与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, 选择适当的接地处单点接点。4.3.5 对变频器干扰的抑制变频器的干扰处理一般有下面几种方式: 加隔离变压器, 主要是针对来自电源的传导干扰, 能够将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前。使用滤波器, 滤波器具有较强的抗干扰能力, 还具有防止将设备本身的干扰传导给电源, 有些还兼有尖峰电压吸收功能。使用输出电抗器, 在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少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齐从谦等.PLC技术及应用 M. 北京: 机械工业出版社, .、 5 结束语PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题, 因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素, 合理有效地抑制抗干扰, 才能够使PLC控制系统正常工作。随着PLC应用领域的不断拓宽, 如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因素。21世纪, PLC会有更大的发展, 产品的品种会更丰富、 规格更齐全, 经过完美的人机界面、 完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求, PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分, 将在工业控制领域发挥越来越大的作用。致 谢本文是在老师的热心指导下才成功完成的, 从最初的定题, 到资料收集, 到写作、 修改, 到论文定稿, 她给了我耐心的指导和无私的帮助。对此, 我从心底的表示感谢! 在大学里还能找到这样有责任感的老师是非常难得的, 而我却是其中幸运的一位! 这是老师给了我这样难得的帮助才是我成功完成好这次自我的挑战, 在此, 我向老师再次表示由衷的谢意, 祝愿我的老师健康、 幸福、 优秀学员满天下!